摘要:提出了压电基片上液滴转换为微通道内微流体的方法。在128°YX-LiNbO3基片上采用微电子工艺制作两叉指换能器，软光刻工艺制作聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道，镂空印刷电路板，内嵌压电子器件和微通道。两叉指换能器激发声表面波控制液滴与带细孔钢针的接触时间，实现一定量的微流转换。当两叉指换能器上电信号切换时间为9.667 s，水微流体输运速度为0.365 μL/s时，微流转换量为3.525 μL。

摘要:为提高硅酸镓镧(LGS)声表面波(SAW)压力传感器的灵敏度，研究了一种采用点压式压力传递结构的SAW压力传感器。理论上采用压电微扰理论和有限元法结合，使用有限元法获得压力作用下LGS基片的应力、应变，并将该应力、应变量代入叠加偏载的电弹方程和一阶微扰方程，求得传感器的压力灵敏度。计算表明0～0.4 MPa压力范围内其归一化压力灵敏度为0.065×10-6/psi，与空腔结构LGS SAW压力传感器相比，该结构的灵敏度提高了约9倍。基于上述分析结构，制作了一种基于LGS（0°，138.5°，26.7°）的点压式压力传递结构的SAW传感器，实验结果和理论分析吻合。

摘要:基于压电效应和热电效应的新型薄膜传感器聚偏氟乙烯(PVDF)设计软抓取机械手，通过采集对抓取和释放过程中电荷量的变化判断抓取状态，利用模糊控制理论调控舵机实现软抓取功能。抓取质量小于1 kg，体积小于10-3 m3的物体，平稳移动0.6 m到达指定位置，偏移误差小于3 cm；加入热觉感知功能，温度高于60 ℃时仿生机械手会自动弹开。基于压电薄膜传感器的软抓取机械手克服了传统机械手无法自主判断夹持力度的弊端，提高了仿生功能。

摘要:压电变压器工作中存在的热问题严重阻碍了其在高功率方面的发展和应用。文章分别对输入电压峰峰值为60 V，80 V，100 V压电变压器轮廓振型的三维温度分布进行了有限元分析和实验测量。分析结果为压电变压器散热装置的设计提供参考依据。对比实验结果，仿真结果弥补了实验中因焊点位置、制作工艺等对温度分布带来的影响。

摘要:为了抑制薄膜体声波谐振器的寄生谐振，建立了薄膜体声波谐振器的二、三维有限元模型。通过频率响应仿真，分析了不同电极结构的谐振器在中心频率处的振动位移分布情况和频率响应曲线，评估了不同电极结构对谐振器寄生振动的影响，并完成谐振器电极结构的优化设计，实现了谐振器寄生振动抑制。根据仿真优化结果表明，设计并制作了工作频率在1.873 GHz的薄膜体声波谐振器，谐振器插入损耗0.7 dB，无明显寄生谐振，对设计进行了验证。

摘要:柔性电子的发展使微机电系统对柔韧性和延展性的需求日益增加，我们提出了一种基于ZnO和聚酰亚胺叠层结构的声表面波(SAW)器件。该文采用COMSOL软件对该结构的SAW器件进行二维有限元仿真分析，得到了器件阻抗随频率变化的特性，以及直观的谐振频率下粒子位移特性，并分析了不同ZnO厚度对瑞利波的频率和相速度的影响。为验证仿真的准确性,我们采用磁控溅射工艺和紫外光刻机制备了三组柔性SAW器件，其波长均为16 μm，ZnO厚分别为1.2 μm、2.3 μm和4 μm，器件的实测结果与仿真数据进行了比较。结果表明，制备的SAW器件特性与仿真结果具有很好的一致性，且仿真和实验都验证了随着ZnO厚度的增加，等效声速和谐振频率增大的结论。

摘要:采用磁控溅射法制备了AlN薄膜并研究了射频(RF)等离子清洗对AlN薄膜结晶取向度的影响，实验表明,RF等离子清洗基片3 min后AlN薄膜c轴取向摇摆曲线半峰宽达到1.3°；通过Mo薄膜衬底对AlN薄膜结晶取向度的影响发现，取向度好的Mo薄膜衬底有利于c轴取向AlN薄膜的生长； Ar气体流量对AlN薄膜应力的影响使AlN薄膜应力从-390(压应力)～73 MPa(张应力)可调。

摘要:提出H结构定子三相振动模态驱动的平面超声电机，设定H卧板两纵杆端部处于xOy面内的四个凸起作为定子驱动足。通过H结构的面外二弯模态分别与面内一纵模态以及面内二弯模态的振动复合，在驱动足合成出沿yOz面、xOz面的椭圆轨迹，推动动子交替地沿x、y向做直线运动。阐释了电机的工作原理，推导出驱动足的两相空间椭圆轨迹方程；建立了定子有限元分析模型，实现了定子频率一致性动力学特性优化，仿真出驱动足的频响特性、振动响应及其运动调节特性，设计了电机的装配结构。模拟了仿真定子的运动，结果表明，驱动足沿x、y、z向振幅均达微米级，且调节激励电压和相位可调节电机x、y向速度与推力。该电机具有广阔应用前景。

摘要:针对20～40 μm尺寸范围的微对象夹持需求，设计了一种压电驱动的微组装夹持器平台。使用有限元分析优化了夹持器的结构参数。该平台可以实现两指与三指操作模式的转换及对多种微对象的柔性操作。该文绘制了实验平台中压电陶瓷的驱动电压与执行末端位移的关系，单指的驱动范围0～41 μm。压电陶瓷对该平台的输出位移分辨率达到了0.5 μm/V。以直径20 μm、40 μm两种尺寸的硼硅酸盐玻璃球为操作对象，完成了夹持、释放及三维模型组装实验。

摘要:在利用腔衰荡光谱技术分析痕量气体时，压电陶瓷执行器常用来调节光学谐振腔的长度。为了提高压电陶瓷执行器的定位精度，针对压电陶瓷执行器的迟滞非线性，利用PrandtlIshlinskii(PI)模型对执行器迟滞进行建模，分别采用最小二乘法和梯度下降法对模型参数进行辨识，同时，由于执行器迟滞曲线的非对称性，针对上升和下降过程分别进行辨识。结果表明，相比于最小二乘法，梯度下降法辨识的模型参数能更好地拟合执行器实际迟滞曲线，平均绝对误差减小了67.6%。设计基于PI逆模型的复合控制方法，并进行实验验证，采用在线参数辨识来实时更新模型参数。试验结果表明，在正弦波和三角波信号输入下，执行器的平均跟踪误差分别为0.035 μm和0.028 μm，该复合控制法可有效提高执行器定位精度。

摘要:提出一种基于风致振动机理的微型风能采集装置，可将风能转换为电能加以利用。装置主要包括腔体和压电薄膜振动传感器，传感器一端固定，另一自由端附加细长圆柱体结构。利用细长圆柱体在气流中更易诱发涡激振动的原理，并结合结构体在一定气流条件下存在的其他风致振动机理，该装置可将风能转换为压电薄膜传感器的振动，然后进一步转换为电能。本结构设计尺寸为30 mm×16 mm×14 mm，在风速为7 m/s，外加负载为1.8 MΩ时，可以获得0.84 μW的有效功率。同时可通过并列增加压电薄膜梁结构的数量来提高能量采集的效率。

摘要:随着微纳技术、生物医学、航空航天等领域的发展，微小力值的计量得到了越来越广泛的应用。针对无源悬臂梁力值传感器的使用需求，研究了影响悬臂梁弹性系数的因素，设计了一组弹性系数为0.041～21.125 N/m的无源悬臂梁力值传感器件，采用基于绝缘体上硅(SOI)硅片微机电系统(MEMS)工艺对器件进行制备，实验结果表明，制备的器件尺寸精度达到0.2%，器件的均匀性和成品率均可控。

摘要:采用一种低成本、高效率的电路系统实现对谐振型无线无源声表面波(SAW)传感器的测试。该电路利用直接数字频率合成(DDS)技术产生不同频率的射频信号用以激励SAW传感器。在接收端采用功率探测器检测回波信号的包络，通过包络的变化得到待测物理化学参量的变化。该测试系统产生的激励信号功率最高可达10 dBm，测试时间约为0.5 s，与矢网测试结果相比，其测试相对误差仅为0.002 4%。实验结果表明，该系统能够稳定、可靠地实现谐振型SAW传感器的快速检测。

摘要:非线性技术可使压电式能量采集获得较宽的振动频率和较高的输出电压，该文基于非线性振动研究提出了一种新型的非线性压电电磁复合式俘能器，将非线性压电电磁复合式俘能系统等效为含有非线性刚度的质量弹簧阻尼振动系统，推导出俘能器的总输出平均功率公式。在0.6 g简谐激励下，磁铁间距为2.5 mm，3 mm，4 mm时，对非线性压电电磁复合式俘能器进行了实验测试，结果表明，随着磁铁间距的减小，引力增大，非线性俘能器的谐振频率降低，3 dB带宽升高。

摘要:随着科技的不断发展，Ⅲ型弯张换能器以其低频、宽带、小尺寸和大功率等特点成为水声研究领域的重点。该文基于有限元理论，采用ANSYS有限元软件建立2.4 kHz的Ⅲ型弯张换能器模型并进行分析，得出换能器在空气中和水中的振型、导纳曲线等基本数据，根据分析结果采用合理的结构形式和装配工艺制作样机，并进行测试，测试的结果与理论分析基本符合，达到预期技术指标。

摘要:传统悬臂梁压电俘能器通常采用矩形梁结构，其压电片宽度为定值，对于压电片的利用效率有限。该文设计了一种梯形梁结构，将悬臂梁及其上附着的压电层设计为梯形，压电片宽度沿梁长方向逐渐变窄，并针对梯形梁结构的压电俘能器进行理论研究、仿真计算与实验分析，同时与传统矩形梁俘能器进行了对比。结果表明，同样的谐振状态下，梯形压电片中应力分布比矩形压电片中更均匀，且梯形梁压电俘能器具有更高的电压输出。

摘要:采用微机械倾角传感器构成前端敏感电路及利用单片机构成数字信号电路，完成倾角电压信号的提取、卡尔曼数字滤波算法、零位漂移抑制以及全方位信号合成，实现载体在任意偏航方向（0°～360°）下的全方位倾角测量。其中使用卡尔曼数字滤波算法对倾角信号进行处理，并采用MATLAB软件对其进行仿真，最终减少噪声，降低其波动性。针对系统的零位漂移问题，设计软件算法对其进行跟踪处理，消除零位误差。结果表明，x,y轴稳定性分别提高了10.95倍和12.75倍，满足非线性度要求。

摘要:压电传感器具有优良性能，可以同时应用于主、被动式结构健康监测技术中，但由于高应变载荷下压电传感器的性能会受到影响，限制了在实际工程中的应用。该文针对高应变载荷下传感器性能进行研究，提出通过增加胶层厚度和减小弹性模量，增强压电传感器的高应变承受能力。定义了阻抗信号变化指数和阻抗信号突变载荷，对压电传感器性能进行表征。实验结果表明，胶层厚度增加，弹性模量减小，会使阻抗信号突变载荷增大，压电传感器高应变承受能力提高。

摘要:基于压电谐振原理，钛酸铋钠系无铅压电陶瓷可用于制作压电谐振式传感器探头，由于压电陶瓷各项性能随温度的变化，传感器难以适应复杂工作环境。该文对钛酸铋钠钾陶瓷谐振体在-10～100 ℃下进行阻抗频谱测量，分析获得不同温度下谐振频率的相对漂移量，对温度频率（T-f）漂移关系进行回归分析，获得拟合函数。通过对5 ℃、-5 ℃实测值与拟合结果对比分析，发现二、三阶拟合误差较小，分别为0.054%、0.164%，0.054%、0.165%。综合评估，确定以二阶拟合方程作为矿用瓦斯传感器的谐振频率补偿算法，修正传感器在不同的温度环境下的测量误差。

摘要:采用中频感应提拉法生长了尺寸为65 mm×200 mm的Ce:YSO闪烁晶体。通过生长不同掺杂浓度的Ce:YSO晶体，并根据相应的测试结果确定了合适的掺杂比例，进一步研究不同工艺参数对晶体发光均匀性的影响。实验结果表明，当铈离子掺杂浓度为0.16%、二氧化硅补偿浓度为0.10%、结晶分数为60%时，晶体发光强度及发光均匀性最佳，调整工艺参数有利于降低晶体发光不均匀性，但降低效果有限。此外，测试了晶体的脉冲高度谱和脉冲形状谱，Ce:YSO晶体的能量分辨率为7.20%@662 keV，衰减时间约为52 ns，发光余辉时间为156 ns。

摘要:采用直流磁控溅射工艺实现氧化锌压敏陶瓷的金属化，提出以三层电极膜系（镍铬/铜/银）的结构来获得更优的机械性能和电性能。与传统丝印烧结银浆金属化工艺相比，磁控溅射工艺绿色环保，溅射电极的厚度可控，与基底的附着力更强，且具有更优的电性能。研究结果表明，采用磁控溅射工艺，膜层附着力可以从9.7 MPa提高到13.9 MPa；器件的非线性系数和压敏电压分别增加了45.5%和5.6%，漏电流降低了55%；经过125 ℃、100 h的高温负荷寿命试验后，压敏电压变化率从1.32%降低到了0.61%。对于氧化锌压敏电阻，磁控溅射法制备的三层膜电极的电气性能、机械性能和可靠性均远优于烧银电极，具有良好的应用前景。

摘要:为了简化标定设备，降低标定成本，该文研究了利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组标定的可行性，分析了转台位置误差对光纤陀螺惯组标定结果的影响。分别建立加速度计和陀螺的标定模型，推导出利用双轴位置转台进行标定的相关算法及设计了新的标定方案，且进行了相关实验，对实验数据分析结果表明，利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组的标定，标定值与真值基本一致，方案可行。此外，经实验分析，转台测角误差所引起的标定误差最大为2.42×10-6，数值较小，在实际应用中可忽略。

摘要:在传统四位置寻北方案基础上，针对光纤陀螺寻北仪提出了一种新的转位方案，将传统水平面内相互垂直转动寻北改为Ψ型转动寻北。相对传统转位方案，不仅保持了原有的优势，同时能够减少25%的转位时间。在不同情况下，通过巧妙的公式构造和选取对应位置下的陀螺输出，能有效避免光纤陀螺死区造成的寻北误差，并且可以提高某些特定角度范围的寻北精度。

摘要:基于微带天线的基本理论，设计了一种适合用作声表面波射频识别系统的阅读器天线。首先，计算分析了该微带天线的基本尺寸，并利用ADS软件设计了有阻抗变换器功能的微带线，使天线输入阻抗达到50 Ω；然后，利用HFSS软件进行了微带天线的建模仿真和参数优化，确定了天线的最终尺寸；实际制作天线并对其进行了测试，测试结果和仿真数据吻合较好，在谐振频率处驻波比小于2；最后，结合阅读器对标签进行了无线测试，验证了阅读器天线的可用性。

摘要:为了获取高线性度微机械陀螺仪常温下的长时漂移特性，该文采用光测法（计算机视觉测试系统）与传统电测法相结合的方法，分别在t=0,25 min,120 min时测试了微机械陀螺驱动模态的振动特性。最后通过对比分析光测法和电测法的测试结果，获得了微机械陀螺仪的长时漂移特性，并给出了陀螺在常温下产生长时漂移的影响因素。

摘要:采用溶液法制备一种新型有机无机杂化钙钛矿结构CH3NH3Pb0.5Sn0.5Br3材料，采用X线衍射、热重分析、紫外可见光吸收、霍尔测试对其结构、稳定性、光电性能进行表征。结果表明，这种新型材料具有部分层状结构，在251.6 ℃下分解，同时光吸收范围在紫外和可见光范围，是一种p型半导体材料，载流子迁移率为63.1 cm/V·s。

摘要:声表器件表面换能器非常敏感，一旦污染将严重影响器件的性能。因此在实际使用过程中需要用特殊的封装方式对声表滤波器芯片加以保护。但是封装外壳的寄生参数（杂散）会对滤波器性能产生严重影响。该文通过电磁仿真软件（ADSmomentum）分析晶圆键合封装(WLP)对Band1双工器性能的影响。最大限度地降低封装对双工器的影响。仿真结果表明，不同的封装结构对滤波器的带外抑制和隔离度有极大影响。通过优化封装焊盘和封装材料设计，可提高带外抑制5～7 dB。

摘要:压电超声换能器在不同的工作频率下具有不同的输入阻抗，当驱动信号源输出阻抗与换能器输入阻抗失配时会产生能量损耗，导致无法满足换能器的功率要求，从而使其光谱衍射效率降低，影响光谱成像质量。为此对换能器阻抗频率特性的深入研究，设计了一种新型宽带阻抗匹配网络。通过ADS仿真及匹配电路的测试，最终在115～180 MHz超声波频率内可使换能器的光谱衍射效率最高达70％。

摘要:提出了声表面波实现微通道内微液滴选择性输运的方法，并研制了相应的微器件。它包括128°YX-LiNbO3基片上光刻有两叉指换能器的压电子器件、微隔板和聚二甲基硅氧烷微通道。通过软光刻工艺制作聚二甲基硅氧烷微通道，采用内嵌塑料薄片微隔板，将微通道分割为两分支微通道，并贴合于压电基片上。叉指换能器激发的声表面波结合进样器进样的石蜡油驱使待输运微液滴向目标分支微通道运动，实现微通道内微液滴选择性地输运到目标分支微通道。以水液滴为研究对象，进行了微液滴选择性输运实验，结果表明，声表面波可以实现微通道内微液滴选择性输运到目标分支微通道，从而为压电微流器件进行微流分析提供前提条件。

摘要:对于高耗能且现在数量不断增长的新能源汽车来说，如何确定随机情况下汽车各部分具体的振动情况，从而合理的选择与压电能量回收装置进行配合来回收振动能量成为前沿研究课题，应用强大的动力学分析软件，采用白噪声输入激励，对整车进行随机路面行驶仿真分析，得到当汽车行驶在H级国际标准路面时，汽车左前悬下悬臂的振动较强，最大振幅为3.5 mm，应用经典压电悬臂梁进行有限元分析得出当在自由端输入3 mm的位移载荷时，压电片最高可产生3 V电压。合理设计压电悬臂梁与汽车左前悬下悬臂的结合。振动回收的电能足够为汽车小型低功率用电器供电。

摘要:微波频段的宽带滤波器一般具有通带插入损耗大，带外抑制性差等问题，为了解决这个问题，采用具有慢波效应的缺陷地结构(DGS)和缺陷微带结构(DMS)，设计了一种新型微波频段的超宽带滤波器。分别利用电磁仿真软件HFSS和平面印制板技术对其进行建模仿真和实物加工。实测与仿真结果良好吻合，带内插入损耗优于1.64 dB，回波损耗优于13.93 dB，通带范围在2.75～8.3 GHz，实现相对带宽100.45%，高低阻带均抑制在-10 dB以下，且该滤波器结构紧凑，体积小。

摘要:为准确、有效地区分引起石英晶体微天平（QCM）频偏的质量效应与阻尼效应，运用能量传输模型（ETM）的基本原理，推导出液体粘度和密度的乘积与石英晶体谐振器表面最大的振动幅度之间的显性函数关系式。可通过测试QCM的谐振频率与幅值信息将其负载效应分开，为QCM免疫传感器在医学中的诊断提供了一种理论基础。

摘要:采用相同的工艺分别制备了锆钛酸铅(PZT，r(Zr)/r(Ti)=52/48)与钛酸铅（PT）两种前驱体，并通过溶胶凝胶（SolGel）法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了PZT,PT/PZT-PZT/PT,PT/PZT/-/PZT/PT 3种不同结构的多层PZT薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试了薄膜的结构，选用XRD分析了薄膜的结晶取向，采用阻抗分析仪测试了薄膜的介电常数、介电损耗及电压电容曲线，使用铁电性能测试系统测试了薄膜的铁电性。实验结果表明，PT/PZT/-/PZT/PT结构的薄膜相对于其他两种结构的薄膜具有较高的红外探测率与剩余极化强度及较小的介电损耗，具有强大的应用潜能。

摘要:针对目前雷达距离零点标定存在的问题，提出了一种基于声体波微波延迟线构成的雷达距离标定模块的方案，以及在设计上降低声体波（BAW）微波延迟线插入损耗，增长延迟时间，扩展工作频率范围的方法，并以此研制了一种能用于多种雷达的通用距离标定模块。实际测试结果表明，基于声体波微波延迟线构成的雷达距离标定模块测试精度高、对场地要求低，可广泛用于雷达生产和维修。

摘要:通过氧化粉末固相烧结法制备Pb(Ni1/3Nb2/3)x(ZryTiz)（1-x）O3(PNNPZT)压电陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)对陶瓷的相组成及显微组织进行相关分析。实验结果发现，当其他实验条件完全相同时，分别用不同纯度的Ni2O3药品A和B制备出的陶瓷具有明显的性能差异。使用Ni2O3药品A制备的陶瓷的电学性能较佳，其压电常数d33 =680 pC/ N，机电耦合系数kp =0.62，εr=7 200，介电损耗tan δ=0.023；而使用Ni2O3药品B制备的陶瓷样品的电学性能较差，其d33=430 pC/ N，kp=0.50，εr=8 530, tan δ=0.054。

摘要:针对野外考古现场和多功能文物保护移动实验平台的特点，集成多种电源、多路音视频、集中控制等单元研制了移动实验平台电气系统，采用卫星通信、3G/4G移动通信、北斗应急通信、局域网等技术开发了移动实验平台通信系统，应用表明卫星通信传输带宽达到4 Mbps，通过联通4G系统的传输带宽达到8 Mbps，系统满足考古现场的需求。

摘要:为了促进BaTeMo2O9晶体在压电换能器中的应用，该文采用数值计算法研究了该晶体的单模切割方向。在实验数据的基础上，通过求解旋转坐标系下考虑压电效应的Christoffel方程，计算出了该晶体厚度振动模式下的单模，从而确定了晶体的单模切割方向。结果表明，y切和x切分别可获得纯纵模和纯切变模，且机电耦合系分别为0.625 0和0.292 1。（zyl）-θ切（θ可取任意值）也可获得纯切变模，且在θ为27.77°时，机电耦合系数高达0.986 9。同时也确定了相应单模切型下的声波速度。

摘要:基于TSMC 0.13 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺，设计了一种用于多标准移动收发机的核心尺寸可缩放LC压控振荡器(VCO)。理论分析表明，当核心电流较小时，较大尺寸的VCO具有较低的相位噪声，而当核心电流较大时，较小尺寸的VCO具有较低的相位噪声，因此，该文将VCO的核心尺寸设置成可随电流变化的缩放尺寸。最终芯片测试结果表明，在核心电流为4.2 mA，振荡频率5 GHz的情况下，VCO的相位噪声为-121.6 dBc/Hz@1 MHz；在核心电流为16 mA，振荡频率5 GHz的情况下，VCO的相位噪声为-128.5 dBc/Hz@1 MHz。