微机械变换装置

1. 常见的传感器有哪些类型

传感器（英文名称：/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
中国物联网校企联盟认为，传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。”
“传感器”在新韦式大词典中定义为：“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。[1]
主要作用
人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。
新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。
主要特点
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

2. 什么是MEMS技术

MEMS是微机械(微米/纳米级)与IC集成的微系统，即具有智能的微系统，MEMS基于硅微加工技术但不仅限于它。简单来说，MEMS就是对系统级芯片的进一步集成。我们几乎可以在单个芯片上集成任何东西，像运动装置、光学系统、发音系统、化学分析、无线系统及计算系统等，因此MEMS技术是一门多学科交叉的技术。MEMS器件价格低廉、性能优异、适用于多种应用，将成为影响未来生活的重要技术之一。
微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术（micro/nanotechnology）基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。
这种 微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。 微电子机械系统（MEMS）是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术，该技术将对未来人类生活产生革命性的影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。对 微电子机械系统(MEMS)的研究主要包括理论基础研究、制造工艺研究及应用研究三类。理论研究主要是研究微尺寸效应、微磨擦、微构件的机械效应以及微机械、微传感器、微执行器等的设计原理和控制研究等；制造工艺研究包括微材料性能、微加工工艺技术、微器件的集成和装配以及微测量技术等；应用研究主要是将所研究的成果，如微型电机、微型阀、微型传感器以及各种专用微型机械投入实用。
微电子机械系统（MEMS）的制造，是从专用集成电路（ASIC）技术发展过来的，如同ASIC技术那样，可以用微电子工艺技术的方法批量制造。但比ASIC制造更加复杂，这是由于 微电子机械系统（MEMS）的制造采用了诸如生物或者化学活化剂之类的特殊材料，是一种高水平的微米/纳米技术。微米制造技术包括对微米材料的加工和制造。它的制造工艺包括：光刻、刻蚀、淀积、外延生长、扩散、离子注入、测试、监测与封装。纳米制造技术和工艺，除了包括微米制造的一些技术（如离子束光刻等）与工艺外，还包括利用材料的本质特性而对材料进行分子和原子量级的加工与排列技术和工艺等。 微电子机械系统的制造方法包括LIGA工艺（光刻、电镀成形、铸塑）、声激光刻蚀、非平面电子束光刻、真空镀膜（溅射）、硅直接键合、电火花加工、金刚石微量切削加工。

3. 什么是微机械加工

网络搜给你

机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行改内变的过程。按被加容工的工件处于的温度状态﹐分为冷加工和热加工。一般在常温下加工，并且不引起工件的化学或物相变化﹐称冷加工。一般在高于或低于常温状态的加工﹐会引起工件的化学或物相变化﹐称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理﹐煅造﹐铸造和焊接。

就是不知道机械加工和微机械加工有什么不同

4. 微机械陀螺仪的结构

微机械陀螺仪的设计和工作原理可能各种各样，但是公开的微机械陀螺仪均采用振动物体传感角速度的概念。利用振动来诱导和探测科里奥利力而设计的微机械陀螺仪没有旋转部件、不需要轴承，已被证明可以用微机械加工技术大批量生产。
绝大多数微机械陀螺仪依赖于由相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。振动物体被柔软的弹性结构悬挂在基底之上。整体动力学系统是二维弹性阻尼系统，在这个系统中振动和转动诱导的科里奥利力把正比于角速度的能量转移到传感模式。
通过改进设计和静电调试使得驱动和传感的共振频率一致，以实现最大可能的能量转移，从而获得最大灵敏度。大多数微机械陀螺仪驱动和传感模式完全匹配或接近匹配，它对系统的振动参数变化极其敏感，而这些系统参数会改变振动的固有频率，因此需要一个好的控制架构来做修正。如果需要高的品质因子（Q），驱动和感应的频宽必须很窄。增加1%的频宽可能降低20%的信号输出。(图五(a)） 还有阻尼大小也会影响信号输出。（图五(b)）
（图五）
一般的微机械陀螺仪由梳子结构的驱动部分（图六）和电容板形状的传感部分组成（图八）。有的设计还带有去驱动和传感耦合的结构。（图九）
?

5. 微机电系统中常用传感器有哪些

近年来，随着汽车电子化、智能化和轻型化程度的不断提高, 汽车产业对传感器的需求量也越来越大。同时, 汽车传感器作为信号转换和获取装置, 对汽车安全性、经济性、舒适性等性能的影响也越来越重要。
微机电系统将微电子技术和精密机械加工技术融合在一起,，实现微电子与机械系统的一体化。微机电系统传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器, 其体积和能耗小, 可实现许多全新的功能, 便于大批量和高精度生产, 单件成本低,易构成大规模和多功能阵列, 这使得他们非常适合于汽车方面的应用。根据NEXU S在2009年的市场研究可知, 汽车上采用的传感器中大约1 /3 传感器采用的是微机电系统传感器, 并且汽车越高级, 采用的微机电系统传感器越多。
目前, 微机电系统传感器主要有压力传感器、微加速度计、微机械陀螺、静电电动机、磁力矩器、多路转换开关和矩阵开关等。汽车上的微机电系统传感器主要应用于发动机运行管理、车辆动力学控制、自适应导航、车辆行驶安全系统、车辆监护和自诊断等方面。
微机电系统传感器按照测量性质可以分为物理微机电系统传感器、化学微机电系统传感器、生物微机电系统传感器。物理微机电系统传感器是汽车上采用得最为普遍的传感器, 基本上在汽车电子控制的各个方面都有涉及; 化学微机电系统传感器主要是指测量汽车系统中气体成分的气体传感器; 生物微机电系统传感器更多地应用于预测驾驶疲劳等汽车行驶安全领域。

6. 微机电系统的概念解析

MEMS全称Micro Electromechanical System，微机电系统。是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。主要由传感器、作动器（执行器）和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品。
MEMS是一个独立的智能系统，可大批量生产，其系统尺寸在几毫米乃至更小，其内部结构一般在微米甚至纳米量级。例如，常见的MEMS产品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm，甚至更小。
微机电系统在国民经济和军事系统方面将有着广泛的应用前景。主要民用领域是电子、医学、工业、汽车和航空航天系统。
概括起来，MEMS具有以下几个基本特点，微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。 MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，几乎涉及到自然及工程科学的所有领域，如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。其研究内容一般可以归纳为以下三个基本方面： 1．理论基础： 在当前MEMS所能达到的尺度下，宏观世界基本的物理规律仍然起作用，但由于尺寸缩小带来的影响（Scaling Effects），许多物理现象与宏观世界有很大区别，因此许多原来的理论基础都会发生变化，如力的尺寸效应、微结构的表面效应、微观摩擦机理等，因此有必要对微动力学、微流体力学、微热力学、微摩擦学、微光学和微结构学进行深入的研究。这一方面的研究虽然受到重视，但难度较大，往往需要多学科的学者进行基础研究。2. 技术基础研究：主要包括微机械设计、微机械材料、微细加工、微装配与封装、集成技术、微测量等技术基础研究。3. 微机械在各学科领域的应用研究。
美国已研制成功用于汽车防撞和节油的微机电系统加速度表和传感器，可提高汽车的安全性，节油10%。仅此一项美国国防部系统每年就可节约几十亿美元的汽油费。微机电系统在航空航天系统的应用可大大节省费用，提高系统的灵活性，并将导致航空航天系统的变革。在军事应用方面，美国国防部高级研究计划局正在进行把微机电系统应用于个人导航用的小型惯性测量装置、大容量数据存储器件、小型分析仪器、医用传感器、光纤网络开关、环境与安全监测用的分布式无人值守传感等方面的研究。该局已演示以微机电系统为基础制造的加速度表，它能承受火炮发射时产生的近10.5个重力加速度的冲击力，可以为非制导弹药提供一种经济的制导系统。设想中的微机电系统的军事应用还有：化学战剂报警器、敌我识别装置、灵巧蒙皮、分布式战场传感器网络等。

7. 机械设计与机电一体化

很多 就是没有搞的收入

8. 半导体功率变换装置有那些

7月14日本发明涉及适合于对大电流进行切换(switching)控制的半导体装置以及使用该半导体装置的功率变换装置。 背景技术: 近年来,地球变暖成为世界共同的重...

9. 微机械陀螺仪的定义

但是微机械陀螺仪的工作原理不是这样的，因为要用微机械技术在硅片衬底上加工出一个可转动的结构可不是一件容易的事。微机械陀螺仪利用科里奥利力——旋转物体在有径向运动时所受到的切向力。下面是导出科里奥利力的方法。有力学知识的读者应该不难理解。
在空间设立动态坐标系（图一）。用以下方程计算加速度可以得到三项，分别来自径向加速、科里奥利加速度和切向加速度。
如果物体在圆盘上没有径向运动，科里奥利力就不会产生。因此，在MEMS陀螺仪的设计上，这个物体被驱动，不停地来回做径向运动或者震荡，与此对应的科里奥利力就是不停地在横向来回变化，并有可能使物体在横向作微小震荡，相位正好与驱动力差90度。（图二）MEMS陀螺仪通常有两个方向的可移动电容板。径向的电容板加震荡电压迫使物体作径向运动（有点象加速度计中的自测试模式），横向的电容板测量由于横向科里奥利运动带来的电容变化（就象加速度计测量加速度）。因为科里奥利力正比于角速度，所以由电容的变化可以计算出角速度。
图三是2轴MEMS陀螺仪。它采用了闭合回路、数字输出和传感器芯片跟ASIC芯片分开平放连线的封装方法。来自（BOSCH SMG 070原理图）

10. 微型机械都有哪些特点

微型机械是指集微型机构、微型传感器、微型执行器、微型驱动器、信号处理系统、电子控制电路以及接口和通讯器件等于一体的几何尺寸极小的微型机电一体化产品。它以毫米甚至微米作为度量单位，必须借助于专用装置才能观察其工作状况。微型机械的含义十分广泛，在科技界，它们统称“微机械”或“微型机械”。
微型机械与一般的机械相比，不仅是体积的缩小，而且在力和运动原理方面、材料特性、加工、测量和控捌方面上都将发生很大的变化，具有以下明显的特点：
(1)在微型机械中，所有几何变形是如此之小(分子级)，以致于结构内应力与应变之间的线性关系(虎克定律)已不存在；
(2)一般机械中，摩擦副表面受较大的压力，使局部表面产生塑性变形：在微型机械中，由于运动质量很小，因而产生的压力也很轻，表面形变在弹性范围之内。此时，摩擦表面的摩擦力主要是由于表面之间的分子相互作用力而引起的，再不是由于载荷压力引起的。研究微型机拭中的摩擦，就要研究零、部件表面原子和分子层的性质，即所谓“微摩擦”研究微摩擦的且的，就是在压力和质量小的条件下获得无磨损的条件；
(3)在微型机械中，大量地用到各种各样的薄膜材料。薄膜的厚度一般在几十纳米到几十微米这些薄膜材料的机械、物理特性与宏观尺寸(和几个毫米或更大相比)相同的材料的特性有着很大的差别，其加工、制作方法也与大块材料不一样。比如，硅材料在宏观尺寸上给人的感觉是脆性，材料强度很低。但在薄膜状态，它确具有很高的韧性，并且不像金属材料那样会产生疲劳破坏；再如，压电材料制成薄膜后，其机、电性能都较块体的压电材料有明显的提高。种种迹象表明：当材料绝对尺寸减小到一定程度时，材料的许多性能将产生巨大变化，有些甚至是质的变化。传统的关于材料的研究的各种理论和方法，已不完全适合于馓材料特性的研究。因此有必要从微型机械应用角度重新认识、发展和完善传统的材料科学；
(4)微型机械的加工方法，不同于传统的机械加工方法。目前常规的微型机械制作，主要靠硅技术。由于硅结晶方向的限制，这种常规微结构制作仅限于平面型结构。德国卡尔斯鲁厄核研究中心微结构研究所发展了一种技术——LIGA(德文Lithographie，Galvanoforming，Abfovmung的缩写)技术，该技术包括三个工艺过程：深层同步辐射x射线光刻、电铸和模铸成型。它可进行三维任意方向几何形状微结构的制作，其结构高度达数百微米，最小尺寸为1m，被加工的材料可以是塑料金属及陶瓷或这些材料的组合。LIGA技术制作微结构较硅技术有一个很大的飞跃，突破了传统平面工艺，为微型机械的制作提供了新的技术手段；
(5)微型机械的发展要求人们能够实现原子级尺寸微结构的分辨与加工能力，也就是具备纳米级的检测和控制技术。为此，产生了一系列新原理的检测和控制技术，其中最典型的代表就是8O年代由美国人发明的扫描隧道显微镜。这些技术涉及科学领域多种多样，绝对不是某一专业的人所能全面掌握和了解的，但它们的确是微型机械研究的基础。
此外，从使用的角度而讲，微型机械还有以下特点口一：由于它以硅材料为主，其机械性能优良，如强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度类似铝，热传导率接近铜和钨，地球表面有28％的石英，几乎是取之不尽；由于它的尺寸、体积、质量和惯性小，谐振频率高、响应快、耗能低、性能稳定，有利于大批量生产，降低成本}它的结构可以复舍，可做成微传感器列阵、多徽执行器系统，甚至更复杂的微系统；将微传感器、微执行器、镦处理器等集成在一块芯片上构成高可靠性微型机电系统，具有信号处理和控制功能；通过微型化、集成化可以探索新的原理，新功能的元件和系统，将开辟一个新技术领域，形成批量化产业。