A Basic Study of MEMS Full High-temperature Touch Mode Capacitive Pressure Sensor Based on SiC-AlN Double-notches Structure

硅压力传感器受其自身材料限制，在高于120℃环境中性能开始恶化，在500℃环境中将产生塑性变形导致完全失效，已经不能满足石油化工、汽车电子、航空航天、国防军工等领域对高温环境压力测量的需求。因此，研究新型的耐高温压力传感器成为了当前和今后一段时间高温极端环境压力测量最迫切需要解决的前沿课题。 为了实现高温环境中压力的高精度测量，本论文设计了一种基于碳化硅-氮化铝的全高温双凹槽接触式电容压力传感器（Double-notchesTouchModeCapacitivePressureSensor，DTMCPS）。碳化硅和氮化铝作为性能优越的第三代宽带隙半导体材料，具有耐高温、高频、大功率和抗辐射等...Silicon pressure sensors will worsen in higher than 120℃ environment and result in the plastic deformation in 500℃ environment due to its low material performance. Therefore, for pressure measurement in high-temperature extreme environment, such as petrochemical industry, automobile electronics, aerospace and military industrial etc., the new type of high-temperature pressure sensor is the most pr...学位：工学博士院系专业：物理与机电工程学院机电工程系_测试计量技术及仪器学号：1992006015318

New Kind of Touch Mode Capacitive Pressure Sensor

与其他类型压敏器件相比,接触式电容压力传感器(TMCPS)有着明显的优点,例如较好的线性,高灵敏度和大过载保护能力等。为了达到更好的性能,设计了一种新型的接触式电容压力传感器(DTMCPS),这种新型的结构是在传统的TMCPS的底部电极上刻蚀了一个浅槽。与现有的接触式电容压力传感器相比,这种结构可以实现更好的线性和更大的线性范围。使用有限元分析软件对膜片的变形进行了分析并阐述了传感器的结构和工艺过程。分析结果表明这种新型结构的传感器可以在保持传统结构优点的同时实现更高的灵敏度,更好的线性和更大的线性范围。Touch mode capacitive pressure sensor(TMCPS) has distinct advantages over other pressure sensors.To achieve better characteristics,a new type of touch mode capacitive pressure sensor named DTMCPS was devised,which had an additional thin notch on the bottom electrode of traditional TMCPS.Compared to present touch mode capacitive pressure sensors,the new sensor is characterized by better linearity and large linear operation range.Finite element analysis(FEA) was employed to model the structural deformation of this device.After that,the structure and fabrication process of the sensor were given

Design and thermal analysis of high performance MEMS capacitive pressure sensor

为了进一步提高接触式电容压力传感器的性能,设计了一种高性能双凹槽结构的接触式电容压力传感器,并对该传感器在高温环境中的总体性能进行了分析。推导了热传导和热弹性理论,并对影响传感器热分析的各个因素与温度的依赖关系进行了描述;在整个分析过程中,使用AnSyS软件并结合有限元方法对全尺寸传感器的热效应进行模拟。结果表明,在接触工作状态双凹槽接触式电容压力传感器的温度对输入(压力)-输出(电容)特性的影响是线性的,且线性范围内初始压力随温度的升高而降低;当温度载荷为550 k时,双凹槽结构的灵敏度为1.21x10-6Pf/PA,比传统单凹槽的0.8x10-6Pf/PA高出50%,表明该压力传感器有着非常优异的高温特性。To improve the high temperature properties of touch mode capacitive pressure sensors,a Double-cave Touch Mode Capacitive Pressure Sensor(DTMCPS) is proposed and its overall performance in high temperature environment is analyzed significantly.Firstly,the theories of heat transfer and thermo-elasticity are deduced,and effects of many temperature dependence factors on thermal analysis of this sensor are described.Then,Finite Element Method and ANSYS software are used to simulate the thermal effect of the full dimension sensor during this analysis.The results indicate that the influence of temperature on the input(pressure load) and output(capacitance) characteristics is linear in a touch operation state of this DTMCPS,and its initial pressure of linear range reduces with temperature increasing.Furthermore,the sensitivity of double-cave structure sensor is 1.21×10-6 pF/Pa at 550 K,which has been 50% up on 0.8×10-6 pF/Pa of the traditional single-cave structure.These results show that this sensor has excellent high-temperature performance.国防军工科研资助项目(No.XDTH2009232A

Research and Simulation of Combinatorial Calculation of Combined Balance

分析了组合秤的基本结构,详细阐述了组合秤的两种不同工作原理。进行了基于VISuAl bASIC的组合计算仿真程序设计,对组合秤不同组合计算模型进行了仿真,并对仿真结果进行了分析。The basic structure and working principle of combined balance was introduced and analyzed.The simulation program of combinatorial calculation was programmed with Visual Basic; simulation of different combinatorial calculation model of combined balance was carried out; and the simulation result was analyzed

基于光子探测的PPM信道参数估计

基于光子探测的脉冲位置调制（PPM）空间光通信信道估计中，针对信号光子平均数以及背景光子平均数等参数估计问题，文章提出了两种估计信号光子平均数以及背景光子平均数方案。方案一，依据M阶PPM，M个时隙中只有一个有信号光时隙的特性，通过比较光子探测器计数到的每个符号中各时隙光子数以及统计纠错帧中各时隙光子总数，粗略估计信号光子平均数与背景光子平均数；方案二则是在方案一的基础上，在串行级联脉冲位置调制（SCPPM）系统中采用判决反馈方式重新确定信号光时隙位置。由于SCPPM累加器的存在导致错误传播，因此将译码输出的软信息先交织，再经硬判决以及累加后进行比特到PPM符号的映射重新确定信号光时隙位置，以此获得更加精确的信号光子平均数与背景光子平均数

Distribution and sources of petroleum hydrocarbon pollutants in surface sediments from tail reaches of the Yellow River estuary

在黄河尾闾河道及河口采集了48个表层沉积物样品,采用GC-MS 检测手段对沉积物中饱和烃进行了定量和定性分析,研究其组成特征、分布和来源,并对该区域石油烃类污染状况进行了初步评价.实验结果表明,黄河尾闾河道表层沉积物中正构烷烃含量为0.21-0.56 μg·g~(-1),河口为0.60-2.44 μg·g~(-1);北断面受石油平台影响,烃类化合物在口门含量较高.此外,黄河尾闾河道与河口表层沉积物中饱和烃主要为石油源和植物源的混合源;河道中陆源与水生源相当,而河口陆源贡献值大于海洋源贡献值.黄河尾闾河道与河口沉积物中有机质成熟度高,反映了研究区域石油烃输入及其衍生物的重要影响

Experimental Analysis of Control Systems for Pneumatic Flexible Fixture

介绍了气动柔性夹具控制系统的相关实验及数据分析,详细阐述了实验目的、步骤及结果,并通过实验论证了该控制系统完全可以满足气动柔性夹具的工作要求。In this paper,we introduced the experiment-control system of pneumatic flexible fixture,the main experimental steps and data have been analysed in details.Through the different kinds of experimental data demonstrating the control system is fit for the requirement of practical work

黄河尾闾河道及河口石油烃类污染物的分布及源解析

在黄河尾闾河道及河口采集了48个表层沉积物样品,采用GC-MS 检测手段对沉积物中饱和烃进行了定量和定性分析,研究其组成特征、分布和来源,并对该区域石油烃类污染状况进行了初步评价.实验结果表明,黄河尾闾河道表层沉积物中正构烷烃含量为0.21-0.56 μg·g~(-1),河口为0.60-2.44 μg·g~(-1);北断面受石油平台影响,烃类化合物在口门含量较高.此外,黄河尾闾河道与河口表层沉积物中饱和烃主要为石油源和植物源的混合源;河道中陆源与水生源相当,而河口陆源贡献值大于海洋源贡献值.黄河尾闾河道与河口沉积物中有机质成熟度高,反映了研究区域石油烃输入及其衍生物的重要影响

液压泵传动轴断裂失效分析

某国产液压泵在试验验证过程中发生传动轴断裂。通过对断裂轴的使用工况、强度安全系数校核、工作应力有限元分析、宏观断口检查、微观形貌、化学成分、金相组织、材料硬度等方面的分析,发现液压泵传动轴失效的主要原因是阶梯轴处过渡圆角设计过小,从而造成局部高应力集中以及圆角处热处理未达到技术要求所致。给出了此类传动轴设计改进方法及工艺优化路线,为提高传动轴的使用寿命奠定了基础

BINAP嵌入的多孔有机聚合物在多相不对称氢化反应中的作用（英文）

手性多孔有机聚合物具有较高的稳定性和催化活性,广泛用于多相不对称催化中.目前研究多集中在合成具有微孔结构的聚合物,而少有具有多种孔道结构（包含介孔和微孔）的聚合物的报道.之前我们报道了乙烯基修饰的BINAP配体,（S）-5,5’-divinyl-BINAP,将其与不同单体共聚后得到了一系列具有不同孔结构的有机聚合物.其负载的Rh基催化剂在苯乙烯不对称氢甲酰化反应中,表现出比均相更高的产物对映体选择性.本文采用不同的溴代步骤,合成了（S）-4,4’-divinyl-BINAP配体.将这两种具有乙烯基官能团的手性配体按相同的摩尔比与二乙烯基苯（DVB）共聚,得到两种不同的有机聚合物.负载[RuCl（benzene）]后,分别得到Ru/4-BINAP@POPs和Ru/5-BINAP@POPs-1.采用一锅法合成了催化剂Ru/5-BINAP@POPs-2;以[RuCl（p-cyme）]和RuCl分别合成了Ru/5-BINAP@POPs-3和Ru/5-BINAP@POPs-4催化剂.N2物理吸附结果显示,Ru/4-BINAP@POPs和Ru/5-BINAP@POPs-1催化剂具有相似的孔道结构;而采用一锅法合成的Ru/5-BINAP@POPs-2催化剂的介孔孔径较大.4-BINAP@POPs和5-BINAP@POPs聚合物的C核磁显示,其均在145,137和128 ppm处有明显的吸收峰,可归结为萘环和苯环上的碳振动峰;在44.0 ppm处的峰归属为亚甲基上的碳振动峰;31P核磁显示,在聚合物中P基本没有被氧化.将所得到的Ru/POPs催化剂应用于乙酰乙酸甲酯的多相不对称加氢反应中,Ru/5-BINAP@POPs-1催化剂具有与Ru/4-BINAP@POPs更快的反应速率.在相同反应条件下,催化剂活性大小为Ru/5-BINAP@POPs-1>Ru/5-BINAP@POPs-3>Ru/5-BINAP@POPs-4>Ru/5-BINAP@POPs-2.另外Ru/5-BINAP@POPs-1催化剂对β-酮酸酯有着较好的底物适应性,且在釜式反应中可循环使用6次而活性基本不变.分析发现,使用前后的催化剂均没有明显的Ru–Ru键的存在.表明Ru金属高度分散于催化剂上,且具有较高的稳定性,金属不易聚集,这也是其具有高活性和稳定性的原因.supported by the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences(XDB17020400)~~