微機(jī)械電子系統(tǒng)及其應(yīng)用

第1章微機(jī)電系統(tǒng)的組成和應(yīng)用
1.1?引言1
1.2?微機(jī)電系統(tǒng)的特征2
1.3?微機(jī)電系統(tǒng)的材料和制造技術(shù)3
1.4?微機(jī)電系統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)4
1.5?微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用5
1.5.1?在航空航天方面的應(yīng)用6
1.5.2?在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用8
1.5.3?在微流量系統(tǒng)方面的應(yīng)用11
1.5.4?在掃描探針顯微術(shù)方面的應(yīng)用12
1.5.5?在信息科學(xué)方面的應(yīng)用12
1.5.6?在微光學(xué)方面的應(yīng)用13
1.6?結(jié)語(yǔ)14
思考題15
參考文獻(xiàn)15
第2章微機(jī)電系統(tǒng)功能材料
2.1?概述16
2.2?硅材料16
2.2.1?單晶硅16
2.2.2?多晶硅18
2.2.3?硅藍(lán)寶石21
2.2.4?化合物半導(dǎo)體材料22
2.2.5?SiC薄膜材料23
2.3?壓電材料24
2.3.1?壓電效應(yīng)24
2.3.2?石英晶體24
2.3.3?壓電陶瓷26
2.3.4?聚偏二氟乙烯薄膜29
2.3.5?ZnO壓電薄膜31
2.4?磁致伸縮材料33
2.5?形狀記憶合金34
2.6?電流變液和磁流變液材料35
2.7?膨脹合金36
2.8?金剛石材料37
2.9?納米相材料38
思考題40
參考文獻(xiàn)40
第3章微機(jī)械制造技術(shù)
3.1?概述41
3.2?硅微機(jī)械制造技術(shù)41
3.2.1?體型微加工技術(shù)41
3.2.1.1?化學(xué)腐蝕41
3.2.1.2?離子刻蝕52
3.2.2?表面微加工技術(shù)55
3.2.2.1?薄膜生成技術(shù)55
3.2.2.2?犧牲層技術(shù)59
3.3?LIGA技術(shù)和SLIGA技術(shù)63
3.3.1?LIGA技術(shù)63
3.3.2?SLIGA技術(shù)64
3.4?特種精密機(jī)械制造技術(shù)64
3.5?固相鍵合技術(shù)66
3.5.1?技術(shù)要求66
3.5.2?鍵合方法71
3.5.2.1?陽(yáng)極鍵合71
3.5.2.2?SiSi直接鍵合74
3.5.2.3?玻璃封接鍵合76
3.5.2.4?金屬共熔鍵合78
3.5.2.5?冷壓焊鍵合80
3.5.2.6?鍵合方法小結(jié)80
3.6?微機(jī)械加工技術(shù)集合81
思考題82
參考文獻(xiàn)83
第4章微機(jī)械執(zhí)行器
4.1?概述84
4.2?微電機(jī)84
4.2.1?靜電力驅(qū)動(dòng)變電容式微電機(jī)84
4.2.1.1?步進(jìn)微電機(jī)84
4.2.1.2?同步微電機(jī)89
4.2.2?靜電驅(qū)動(dòng)諧波式微電機(jī)90
4.2.3?電懸浮微電機(jī)92
4.3?微泵和微閥95
4.3.1?微流量控制系統(tǒng)95
4.3.2?微型泵96
4.3.2.1?有閥微型泵96
4.3.2.2?無(wú)閥微型泵106
4.4?梳狀微諧振器114
4.4.1?梳狀微諧振器的結(jié)構(gòu)和工作原理114
4.4.2?諧振梳彈性系統(tǒng)的固有頻率116
思考題119
參考文獻(xiàn)120
第5章微機(jī)械傳感器
5.1?概述122
5.2?硅壓力微傳感器123
5.2.1?硅電容式壓力微傳感器124
5.2.1.1?工作原理124
5.2.1.2?微電容測(cè)量電路125
5.2.1.3?性能和應(yīng)用130
5.2.2?硅諧振式壓力微傳感器132
5.2.2.1?工作原理132
5.2.2.2?電阻熱激勵(lì)、電阻檢測(cè)硅諧振梁式壓力微傳感器133
5.3?硅諧振式加速度微傳感器141
5.3.1?概述141
5.3.2?電阻熱激勵(lì)、電阻檢測(cè)硅諧振式加速度微傳感器142
5.3.2.1?傳感器微結(jié)構(gòu)142
5.3.2.2?開環(huán)特性測(cè)試和閉環(huán)回路設(shè)計(jì)144
5.4?位平衡式硅電容加速度微傳感器149
5.5?硅諧振式角速率微傳感器150
5.5.1?概述150
5.5.2?諧振陀螺的工作原理152
5.5.3?靜電激勵(lì)、電容檢測(cè)硅諧振式微陀螺154
5.5.3.1?原理結(jié)構(gòu)154
5.5.3.2?開環(huán)檢測(cè)156
5.5.3.3?閉環(huán)檢測(cè)158
思考題160
參考文獻(xiàn)161
第6章微機(jī)械弱信號(hào)檢測(cè)與處理
6.1?概述162
6.2?微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)163
6.2.1?濾波技術(shù)163
6.2.1.1?無(wú)源低通濾波器164
6.2.1.2?有源低通濾波器165
6.2.1.3?巴特沃茲濾波器166
6.2.1.4?高通、帶通及帶阻濾波器168
6.2.2?頻域信號(hào)的相關(guān)檢測(cè)技術(shù)170
6.2.2.1?自相關(guān)函數(shù)170
6.2.2.2?互相關(guān)函數(shù)170
6.2.2.3?功率譜密度函數(shù)171
6.2.2.4?頻率響應(yīng)函數(shù)和相干函數(shù)171
6.2.2.5?相關(guān)技術(shù)對(duì)噪聲抑制的應(yīng)用172
6.2.3?鎖相環(huán)技術(shù)174
6.2.4?時(shí)域信號(hào)的取樣平均技術(shù)175
6.2.5?開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)177
6.2.6?抗干擾的技術(shù)措施178
6.3?微弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用179
6.3.1?光纖激勵(lì)、檢測(cè)硅諧振膜的弱信號(hào)測(cè)量電路179
6.3.2?諧振式微傳感器頻率特性測(cè)試中的弱信號(hào)檢測(cè)電路180
6.3.2.1?頻率特性開環(huán)測(cè)試系統(tǒng)182
6.3.2.2?微弱信號(hào)檢測(cè)184
6.3.2.3?電阻熱激勵(lì)、電阻檢測(cè)硅諧振梁式壓力微傳感器閉環(huán)電路設(shè)計(jì)188
6.3.3?微機(jī)械隧道效應(yīng)型加速度傳感器的弱信號(hào)檢測(cè)電路188
6.3.4?微弱電容信號(hào)的檢測(cè)電路190
思考題192
參考文獻(xiàn)192