下载文档原格式
MEMS传感器现状及应用王淑华(中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051)摘要:M EM S传感器种类繁多,发展迅猛,应用广泛。
首先,简单介绍了M EMS传感器的分类和典型应用。
其次,对M EM S压力传感器、加速度计和陀螺仪三种最典型的MEM S传感器进行了详细阐述,包括类别、技术现状和性能指标、最新研究进展、产品,及应用情况。
介绍MEM S压力传感器时,给出了国内外采用新型材料制作用于极端环境下压力传感器的研究情况。
最后,从新材料、加工和组装技术方面对MEM S传感器的发展趋势进行了展望。
关键词:微电子机械系统(M EM S);传感器;加速度计;陀螺仪;压力传感器中图分类号:TH703文献标识码:A文章编号:1671-4776(2011)08-0516-07Current Status and Applications of MEMS SensorsWang Shuhua(T he13th Resear ch I ns titute,CE T C,S hij iaz huang050051,China)Abstract:MEMS sensors feature great varieties,rapid development and w ide applications.Firstly, the catego ries and ty pical applicatio ns of M EM S sensor s are introduced briefly.T hen three typ-i cal M EMS sensors,i1e.the pressure sensor,acceler ometer and g yrosco pe ar e illustrated in de-tail,including the subdiv ision,current technical capability and perfo rmance index,latest resear ch pro gress,products and their applications.Besides that,the research status of the MEM S pr es-sur e sensor using new m aterials for the extreme enviro nm ent at ho me and abro ad is presented. Finally,developm ent trends of M EM S sensors ar e predicted in term s o f new materials,pro ces-sing and assembling technolog y.Key words:micr oelectr omechanical system(M EM S);sensor;accelerom eter;gyr oscope;pr es-sur e sensorDOI:10.3969/j.issn.1671-4776.2011.08.008EEACC:25750引言MEM S传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是M EMS器件的一个重要分支。
ProCAST软件特点背景ProCAST自1985年开始一直由位于美国马里兰州首府Annapolis的UES Software进行开发，并得到了美国政府和诸多研究机构的大力资助。
1990年后，位于瑞士洛桑的Calcom SA和瑞士联邦科技研究院也加入了ProCAST部分模块的开发工作，基于其强大的材料物理背景，Calcom在ProCAST的晶粒计算模块和反向模块开发上贡献良多。
2002年，ProCAST和Calcom SA先后加入ESI集团。
ESI也重新整合了其原有的热物理模拟队伍如PAM-CAST和SYSWELD，这样ProCAST（有限元铸造仿真）整合了Calcosoft（连续铸造仿真），与QuikCAST（有限差分元铸造仿真）、SYSWELD （热处理与焊接模拟）一起组成ESI完整的材料热处理成型综合解决方案。
功能ProCAST是为评价和优化铸造产品与铸造工艺而开发的专业CAE系统，借助于ProCAST系统，铸造工程师在完成铸造工艺编制之前，就能够对铸件在形成过程中的流场、温度场和应力场进行仿真分析并预测铸件的质量、优化铸造设备参数和工艺方案。
ProCAST可以模拟金属铸造过程中的流动过程，精确显示充填不足、冷隔、裹气和热节的位置以及残余应力与变形，准确地预测缩孔、缩松和铸造过程中微观组织的变化。
作为ESI集团热物理综合解决方案的旗舰产品，ProCAST是所有铸造模拟软件中现代CAD/CAE集成化程度最高的。
是目前唯一能对铸造凝固过程进行热－流动－应力完全耦合的铸造模拟软件。
适用范围模块化设计适合任何铸造过程的模拟。
∙高、低压铸造∙砂模铸造，金属型铸造和斜浇注∙熔模铸造，壳模铸造∙消失模铸造和离心铸造∙等等材料数据库ProCAST可以用来模拟任何合金，从钢和铁到铝基、钴基、铜基、镁基、镍基、钛基和锌基合金，以及非传统合金和聚合体。
ESI旗下的热物理仿真研究开发队伍汇集了全球顶尖的五十多位冶金、铸造、物理、数学、计算力学、流体力学和计算机等多学科的专家，专业从事ProCAST和相关热物理模拟产品的开发。
布鲁克质谱
布鲁克的质谱产品线涵盖了多种技术平台：
1.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF/TOF）：这种技术
特别适用于蛋白质组学、生物大分子结构鉴定和微生物快速分类等领
域。
2.超高分辨电喷雾-四极杆-飞行时间串联质谱仪（ESI-Q-TOF）：常用于
复杂混合物成分的精确质量测量、定性定量分析以及小分子与生物大分子结构解析。
3.timsTOF系列：采用离子淌度质谱技术（TIMS），结合飞行时间质谱，
提高了样品分离能力，尤其在蛋白质组学和代谢组学研究中表现优异。
4.rapifleX® MALDI-TOF/TOF：是一种高速、高灵敏度的质谱系统，适
用于临床诊断和药物发现中的快速多肽和蛋白分析。
5.UHR-QTOF：即超高分辨率四极杆飞行时间质谱仪，提供极高分辨率和
质量精度，有助于复杂样品中化合物的准确识别。
6.三重四极杆质谱（Triple Quadrupole Mass Spectrometry, QQQ）：
主要用于痕量物质的定量分析，包括食品安全检测、环境污染物测定以及临床和法医毒理筛查等。
7.HDX解决方案（Hydrogen/Deuterium Exchange Mass
Spectrometry, HDX-MS）：用于研究蛋白质和其他生物分子的动态结构和相互作用。
8.Toxtyper®法医毒理筛查解决方案：专门针对毒物分析，支持快速、
准确地识别体液样本中的毒物成分。
9.TargetScreener HR 多目标物筛查和定量：为农药残留、兽药残留、环
境污染物等多种复杂样品的筛查和定量提供了高效工具。
汽车车辆虚拟设计与制造技术应用实例一、引言随着计算机网络技术和基于Internet环境下协同设计与制造技术得以迅速发展，传统的制造业，特别是汽车制造业直接受到以信息化和数字化为代表的先进技术的严峻挑战。
竞争的核心是产品创新能力和先进的设计与制造技术。
在这种形势下，汽车制造业为了生存和发展，就必须不断地采用先进的制造技术，强化产品创新能力，提高产品质量，缩短新车型上市周期，降低制造成本。
对于一个企业来说，最重要的是产品创新能力。
没有创新能力就没有竞争力，企业就无法生存。
汽车设计和制造是数字化处理过程。
首先创新的是车辆概念的数字化模型，然后利用虚拟产品开发技术进行整车设计方案评估，包括整车空气动力学、主动安全与被动安全性分析以及疲劳分析等。
借助CAE分析软件MSC/Nastran、ANSYS、ABAQUS、MARK等进行虚拟样机验证，从而达到缩短开发周期和缩减开发费用的目的。
此外，在车辆详细设计阶段实现面向加工（DFM）的设计方法，即引入零件设计的成形性分析手段，将会有效地避免因设计方案变更导致的产品成本剧增。
因此，基于结构分析的CAE软件进行虚拟样机的设计和评估，以及借助冲压成形CAE仿真软件对车辆零件可加工性进行评估，是实现汽车产品创新开发、缩短开发周期的重要手段。
为了解决面向汽车覆盖件冲压成形性设计评估的定量问题，我们独立开发了具有完全自主知识产权的冲压成形性仿真软件KMAS （King-Mesh Analysis System）。
下面对KMAS软件的主要功能和实际应用进行说明。
二、KMAS/One-Step软件的应用在汽车研发的典型流程中，首先利用虚拟产品开发技术和结构分析CAE软件确定产品的设计方案，然后进行零部件详细设计、设计文档发放并实施加工过程。
在实际工作中，经常出现由于某些车辆冲压件成形困难不得不返回设计部门更改设计的现象，有时不得不牺牲总体性能来解决局部设计问题。
解决该问题最好的办法是在对车辆件设计后立刻进行成形性校核，以便发现问题及早解决。
ESI作业指导书文件编号HS-WI-457 版本A/0 生效日期2012-11-28 批准审核胡凡作成陈永广第 1 页共 5 页文件密级机密级(内部公开)1.0目的：为规范新项目开发作业流程，提升新项目开发质量，减少开发过程中的问题点，针对ESI前期评估操作，特制定本作业规范。
2.0范围：适用于东莞华晟电子科技有限公司新项目开发过程中的ESI前期评估阶段的管控。
3.0定义：3.1PD: Product Development (产品开发技术部)3.2ESI: Early Supplier Involve(前期评估)4.0权责：4.1产品开发技术部: 主导新项目的ESI前期评估，分配各模块评估任务给对应的工程人员，并完成各模块评估报告的收集整理；负责新项目产品结构；主持ESI评估检讨会议；就ESI评估结果同客户进行充分沟通。
对ESI评估内容负责。
4.2项目工程：负责客户资料和信息的收集、传递；，做好新项目开发过程的进度管控；新项目完成评估后主导新项目说明会。
4.3制造工程：承接产品技术部指派的任务，负责新项目制程、工艺、成型机械手可行性等内容的评估。
4.4模具ESI：承接产品技术部指派的任务，负责新项目模具结构与加工方面的评估。
4.5品质工程：承接产品技术部指派的任务，负责新项目2D评审，品质标准、信赖性标准、品质协议等方面内容的评估。
4.6装配工程：承接产品技术部指派的任务，负责新项目的组装治具、热熔、超声波与各产品组件的贴合可行性的评估。
4.7治具工程：承接产品技术部指派的任务，负责新项目工装夹具可实现性的评估。
5.0作业内容：5.1 整体说明：前期评估阶段可细分为项目导入、ESI评估检讨、同客户沟通、召开新项目说明会四个过程进行。
四个过程的主导负责单位如下：序号具体过程责任担当1 项目导入项目工程2 ESI评估、检讨产品技术部/各工程部门3 同客户沟通产品技术部4 召开新项目说明会项目工程5.2 项目导入：5.2.1项目部工程师负责从客户处取得完成的资料，内容包括客户主导项目人员的通信联络方式,新项目的产品3D图、2D、客供BOM或样品、ID图、喷涂区域图、品质标准、效果样板等资料。
