一、微机械阵列滤波传声器的动态特性（论文文献综述）
鲍飞鸿[1]（2020）在《射频微机电高品质谐振器技术研究》文中指出近几十年来,微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS）技术在音频、传感器、无线通信和微能源采集等领域展现出了广阔的应用前景。特别是在无线通信领域,微机电振荡器和微机电滤波器等射频微机电系统（RF-MEMS）器件拥有尺寸小、功耗低和集成度高等优异特性,推动了RF-MEMS器件的迅猛发展。微机电振荡器和微机电滤波器的核心部件是微机电谐振器,具有高品质因数的微机电谐振器能够显着地提高MEMS器件的性能,例如:高品质因数的微机电谐振器不仅能够降低MEMS振荡器的近端噪声,还能提高MEMS振荡器的频率稳定性;高品质因数的微机电谐振器能够降低MEMS滤波器的插入损耗;高品质因数的微机电谐振器能够提高MEMS传感器的精度。因此,当前MEMS技术的飞速发展与深入应用急需高品质因数的微机电谐振器。本文首先介绍了传统声学谐振器的研究现状和工作原理,进而归纳总结了微机电谐振器与传统声学谐振器的区别与独特优势,通过分析微机电谐振器的能量损耗机理,概括了提高微机电谐振器品质因数的技术手段,为本文的研究工作奠定了基础。引入本文所讨论的核心器件,即基于硅上压电薄膜结构的微机械（TPoS）谐振器,描述了它的机电换能原理、模态特征和能量损耗机理,并探索了TPoS谐振器的加工工艺流程、测试方法和等效电路模型参数提取的方法。在有了上述的理论基础与技术铺垫之后,本文展开了围绕射频微机电高品质因数谐振器技术的研究工作,具体归纳如下:提出声子晶体结构用以抑制微机电谐振器的锚点损耗,提高谐振器的品质因数。系统地探索了声子晶体的基本概念、理论和声子晶体在谐振器中的作用;引入基于多物理场的声子晶体延迟线模型用于验证声子晶体工作于频率带隙范围内;通过结构优化设计,提出多级声子晶体结构用于抑制谐振器的锚点损耗,提高谐振器的品质因数,其中具有五级声子晶体结构的谐振器在频率为109.85 MHz时的品质因数达到了9,744,而普通谐振器在相同谐振模态下的品质因数仅为一千左右;相比于圆孔状声子晶体结构,提出了一种尺寸较小和质量较轻的蜘蛛网状声子晶体结构,并通过数值计算验证了蜘蛛网状声子晶体具有良好的声隔离特性。提出基于隔振原理的悬浮外框结构用以减少谐振器的能量损耗,实现高品质因数的微机电谐振器。为了探索外框结构的工作原理,讨论了基于隔振原理的外框结构在微机电谐振器中的应用,并阐述其物理机制;提出基于多物理场的有限元仿真模型用于衡量外框结构的隔振性能;将外框结构应用于微机电谐振器,采用数值计算和实验测试相比较的方法验证了外框结构对于谐振器锚点损耗的抑制作用,其中具有50?m宽的外框结构的谐振器在频率为30.4 MHz时的品质因数达到了6779,比普通结构谐振器的品质因数提高了3.8倍;提出外框结构与声子晶体结构相结合的方法用于进一步提高仅有外框结构的谐振器的品质因数。提出微机电谐振器的电极优化方法用于抑制谐振器的杂散模态,并探索了高品质因数声谱梳的实现方法。研究了电极优化方法对于谐振器表面电荷密度和垂直方向位移电流密度的影响,利用数值计算和实验测试相比较的方法验证了电极优化能够减少环形谐振器的杂散模态,提高谐振器的品质因数,其中电极优化后的环形谐振器在频率为83.586 MHz时的品质因数超过一万,而普通环形谐振器在相同谐振模态下的品质因数仅为3712;利用TPoS谐振器的同一晶圆多频率输出特性和声子晶体结构的良好声隔离特性,提出了高品质因数声谱梳的实现方法。综上所述,针对射频微机电谐振器的能量损耗导致其品质因数较低的问题,本文通过理论分析、数值计算、实验设计和测试表征等方面开展了关于射频微机电高品质因数谐振器技术的研究工作,提出了五种方法用于提高谐振器的品质因数,进而实现了高品质因数的微机电谐振器。
黄伟[2]（2020）在《基于热声效应的石墨烯扬声器研究》文中研究指明基于热声效应扬声器（热声器）作为一种新型的声波换能器,有着宽频响、高声压等优点,同时石墨烯作为一种新兴的二维材料,有着优异的热学、电学和力学性能。结合两者的优势点,本研究研究了基于石墨烯的热声器,介绍了石墨烯的制备方式及其表征,热声器的制作和理论模型,石墨烯热声器的性能,以及石墨烯热声器的应用。首先,本文在借鉴了其他石墨烯制备方式之后,对高温还原石墨烯的制备进行了改良和提高。通过分级高温还原石墨烯方式制备了无缺陷、高导热率和高电导率的带气囊石墨烯,并通过高压分级压制后制备出密致且具有较好柔性的石墨烯膜。该方法很好的还原了石墨烯并且通过分级处理的方式避免了石墨烯表面出现破损或者孔洞等现象。对石墨烯的表层样貌、截面结构和结构还原度进行了表征,表明了石墨烯膜的结构被较好地修复。之后通过对石墨烯热导率、电导率、柔性和结构稳定性等测定来反应石墨烯作为热声器发声材料的优势。然后,本文对石墨烯热声器制作进行了介绍,探讨了施加交流电信号和施加交流电加直流偏置信号对于石墨烯热声器的发声频率的影响。之后本文对石墨烯热声器在发射声压、指向性及其表面温度的理论模型进行了介绍,并通过距离和功率对声压的影响实验证了声波发射模型,热声器指向性实验验证了指向性理论实验,功率频率及材料石墨烯表面的影响实验验证了热声器表面温度理论模型。接着,本文对石墨烯热声器的特性进行了探讨,对于如何提升石墨烯热声器的性能进行了实验并与理论模型进行对照。首先,本文探讨了石墨烯热声器的最大声压级、频响、滞后、漂移和阻抗这几个静态特性并进行实验,对瞬态响应和频率转换两个动态特性进行实验和分析。之后,文章中结合声压理论模型,通过降低石墨烯膜的厚度来降低膜的热容和改变基底以降低基底的导热率这两种形式来提高石墨烯热声器的声压。最后,通过将基底为滤纸的石墨烯热声器敷于不同半径的圆形管,来测试其声压的变化,以检验其柔性。最后,本文提出了对石墨烯热声器的应用。凭借着石墨烯优异的柔性,文章结合柔性基底将石墨烯热声器设计成了360度全方位的扬声器,此扬声器可以向各个方向发射等量的声波。此扬声器可以用于广阔的场地进行全方位的信号发射,如驱散动物,指挥动物等。由于石墨烯热声器有着超声波范围的频响,因此通过利用能进行超声波发射的特性,将其制作为超声波耳机。该耳机相对于商业耳机在大于20k Hz频率后依然能够保持稳定的频响（商业麦克风由于振动发声的原理,使其声波频率在大于谐振频率过多以后会有着显着的下降）。因此通过此石墨烯耳机运用于对动物的信号发射,并通过兔子的实验来验证了其产生的超声波会使兔子产生紧张和不安的情绪即对信号的响应,为以后耳机在救援等特殊动物训练上面提供了更好的可能性,结合之前的全方位发声器可以实现大范围信号传输。
刘娟花[3]（2019）在《多尺度数据融合算法及其应用研究》文中认为分别在多个尺度上对多个传感器的信息进行融合,不仅可获得比单个传感器更优的性能,而且与单尺度上的融合相比,多尺度数据融合能更好地刻画出目标的本质特性。MEMS陀螺是一种可以测量角速度的传感器,具有很多吸引人的优点。但噪声大,准确度不高也是不争的事实。于是如何去除MEMS陀螺仪中的噪声,并提高其精度就成为近年来的研究热点。对多MEMS陀螺应用多尺度数据融合算法,可以显着提高系统的精度及可靠性。本文证明了前人提出的多尺度数据融合算法的有效性,设计了 一种新的多尺度融合算法,讨论了多尺度数据融合中的重要技术问题,并通过对多个MEMS陀螺的融合应用,经仿真和硬件实验验证了本文多尺度融合算法的优越性。主要创新点和工作如下:1.从小波分析理论出发,证明了平稳和非平稳情况下的数据融合定理。从数学上解释了多尺度数据融合算法优于经典加权算法的原理,为该算法的推广应用奠定了数学基础。2.结合小波域多尺度数据融合算法的原理、具体步骤及存在问题等,设计了基于小波包的多尺度数据融合算法,并用实测数据通过仿真实验,比较了小波多尺度数据融合和小波包多尺度数据融合。3.分析了多MEMS陀螺数据融合中的小波基、分解层数、加权因子等的选择方法,通过仿真实验验证了其可行性。4.比较了基于时间序列分析、基于小波去噪和基于小波变换的多尺度融合这三种融合方法不同方面的性能。另外,还比较了多尺度融合和前向线性预测（Forward Linear Prediction,FLP）融合方法,结果均表明本文所提出的多尺度融合方法的独特性和有效性。将上述研究成果应用于我们设计并制作的一套多MEMS陀螺仪数据融合实时处理系统平台中,对4个MEMS陀螺仪所采集的原始数据进行实时处理。分别在静态和动态环境下对该集成系统进行了测试,实验结果表明:该系统运行稳定可靠,将MEMS陀螺的精度提高了 1个量级。本文的研究工作不仅为有关多尺度融合系统的分析奠定了理论基础,还为算法的推广应用提供了实验依据。
王德才[4]（2018）在《电线电压与电流非接触检测技术研究》文中指出电线电压、电流的检测技术是支撑智能电网的关键技术之一,电力系统及设备的健康运行和安全保护都需要根据电压、电流的信息来进行分析决策。因此,研究电流、电压的检测技术对电力系统的发展具有举足轻重的意义。而电线电压与电流的非接触检测技术避免了与电力系统直接电气连接,绝缘性能好、对现有电力网络影响小。因此,电线电压、电流非接触检测技术是电力系统传感智能化的重要研究内容。本文在系统分析总结现有电压、电流非接触测量技术的基础上,发现现有电场传感器采用静电驱动、热驱动、压电驱动方式存在诸多问题:例如需要较大驱动电压因而带来噪声信号干扰测量,前两者还需要施加直流偏置电压,压电驱动形变量相对较小且难以保持稳定,另外目前尚未有对电压传感器网络节点远距离主动供能的研究;现有的基于磁电换能器的电流传感器需要额外提供直流偏置、且难以直接测量直流电流。因此,本论文在国家自然科学基金的资助下从理论与实验两方面对基于振动电容原理的电场传感器、磁电式电流传感器结构进行了深入研究。利用悬臂梁结构谐振频率下累积能量放大位移的优点,设计了多种悬臂梁式传感器分别用于电线电压、电流的非接触测量。论文的具体工作和主要研究内容如下:（1）提出了一种磁驱动悬臂梁式结构的电场传感器。该电场传感器主要由悬臂梁、磁铁、螺线管、敏感电极构成。对该电场传感器的结构、测量原理和信号检测电路做了详细理论分析,建立了激励电流、传感器尺寸参数、被测导线直流电压与传感器响应之间的理论关系。并进行了导线直流电压非接触测量实验,对传感器的谐振频率、电压灵敏度、电场灵敏度和最小分辨力进行了测试和分析,实验表明,该电场传感器的总功耗可低至17.75mW,该电场传感器的电场灵敏度为9.87μV/（V/m）,分辨率可达10.13V/m。（2）提出了一种声驱动式的电场传感器,由含弹性腔壁的赫姆霍兹腔和悬臂梁振动机构组成。对声驱动电场传感器所涉及的声-机转化原理进行了详细的理论分析,采用电-力-声类比分析方法,将赫姆霍兹腔声学线路和弹性腔壁的力学线路用力声耦合等效电路表示,根据等效电路求得声波激励下弹性壁板中心处的振速、加速度等参数。根据以上理论指导优化设计传感器结构参数,实现声-机能量的最大转化。并搭建测量系统对制作的电场传感器进行实验研究,实验表明,在161Hz声波激励下,电场传感器实现谐振,在0.2Pa1Pa入射声压范围内,电场传感器的输出随激励声波的声压线性增大,在1Pa声压下的电压灵敏度达到了302μV/V,电场灵敏度为13.16μV/（V/m）。该声驱动电场传感器可以应用在难以获得持续电激励的严苛环境中,同时还能避免电激励信号带来的噪声干扰,适用于对无线传感网络中电压传感器节点非接触供能。（3）利用软磁材料FeCuNbSiB和过渡金属Co构建梯度层合磁致伸缩相并制作FeCuNbSiB/Co/PZT/Co/FeCuNbSiB磁电换能器。根据磁荷理论建立了FeCuNbSiB/Co内建偏置磁场的数学表达式,对这两种磁致伸缩材料相互作用对磁电复合结构磁电电压系数带来的影响进行了理论分析,并给出了磁电电压系数表达式。对提出的磁电换能器进行了实验测试,实验表明该磁性梯度层合磁电换能器的自偏置谐振磁电电压系数达到了42.32V/cm Oe,谐振下可分辨2.76×10-8T磁场大小。同时设计了一种自偏置磁电式电流传感器,该磁电传感器可对电线交流电流实现非接触测量。实验表明在010A内测量线性度良好,谐振频率下的电流灵敏度为370mV/A。当调节悬臂梁的谐振频率至低频50Hz后,该传感器对50Hz交流电流也具有较高的灵敏度和分辨率,实验表明电流测量灵敏度为246.9mV/A。电流分辨率可达0.004A以上。（4）提出了一种由线圈/悬臂梁/压电材料三部分复合的直流磁电传感器,该直流磁电传感器包含电磁结构、铁弹材料、铁电材料。是一种利用外部磁电结构实现磁-机-电信号转换的磁电传感器。文中对传感器磁-机-电转换过程进行了系统的理论分析。并进行了直流磁场以及直流电流的测量实验,实验表明在60mA180mA参考电流范围内,直流磁场的灵敏度随参考电流幅度增加线性增大。当线圈中参考交流电流为180 mA时,直流磁场的测量灵敏度为40.36 m V/Oe,单位参考电流下的直流磁场灵敏度为230 mV/Oe/A。在直流电流的非接触测量中引入高磁导率C字形磁场汇聚器将电流环形磁场有效汇聚在缺口处,实验表明在180 mA参考交流电流时,直流电流的测量灵敏度为32.4 mV/A。直流电流的分辨率在0.03A之上。
张慧[5]（2010）在《非平膜电容式微型超声波传感器研究》文中提出超声波具有方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,会引起空化作用等特点,广泛的应用在工业无损检测,医学超声成像,军事声纳系统等领域。作为超声系统中的关键器件,超声传感器对系统性能具有很大影响,目前普遍使用的压电式超声传感器存在着压电材料与工作介质水、空气等阻抗不匹配,小尺寸二维阵列制作困难、工作温度范围小等问题。近年来,由于电容式微型超声传感器具有声阻抗低、体积小、灵敏度高、频带宽和易于集成等特点,在医学超声成像、流量测量和空气耦合式超声检测等方面具有潜在的优势,受到国内外研究人员的关注。本文以电容式微型超声传感器在声频定向技术中的应用为目标,开展了非平膜低频电容式微型超声传感器的基础研究工作,围绕传感器的理论模型分析、结构设计、力电耦合及声场特性有限元分析、实验测试等几个方面,论文的主要研究工作包括:1、以提高电容式微型超声传感器的机电耦合效率为目标,设计了两种非平膜传感器结构,即改变传感器振动膜的形状,使整个薄膜的厚度不一致,通过对传感器进行力电耦合有限元分析,表明两种非平膜传感器与传统结构的传感器相比,薄膜平均位移量增大,机电耦合效率提高。2、建立了非平膜传感器的声场有限元模型,研究了传感器的输出声压分布情况,对相同尺寸的平膜与非平膜传感器在振膜位移相同时的发射声压进行了对比分析,非平膜传感器的平均输出声压高于相同尺寸的平膜传感器。3、研究分析了非平膜传感器的主要结构参数如薄膜半径,厚度,空腔间隙,电极尺寸,凸台及凹槽尺寸等对其吸合电压、机电转换系数、发射声压及带宽等性能的影响规律,为传感器的设计及优化提供了理论依据。4、设计并制作了用于声频定向技术的电容式微型超声传感器,构建了实验测试系统,对传感器进行了机械、电学和声学性能测试。验证了非平膜电容式微型超声传感器设计理论与设计思想的正确性。
吴波[6]（2008）在《基于硅微声阵列传感器的嗓音病变诊断分析系统的研究》文中指出目前对于咽喉病变的诊断,主要由五官科医生根据病人的嗓音进行主观判断。通过分析嗓音信号来实现对咽喉部位病理情况的客观判断是一种先进的医疗诊断技术,但这种技术要求准确的诊断依据。在关于病变嗓音信号的研究中,现有的诊断模型都采用了多参数的分析和判断方法,这些方法复杂且容易产生误判。并且目前市场上还没有出现专用的嗓音信号传感器,而传统的传声器只能实现简单的声电转换。利用MEMS技术制作的阵列传声器能够在实现声电转换的同时实现滤波。基于实验室已具有的技术条件,本论文主要针对以上的两个方面的问题进行研究,其主要内容如下:（1）采用上海泰亿格电子有限公司提供的Dr Speech嗓音及语音分析和训练软件,对正常人和声带疾病患者的嗓音信号进行分析和比较,得出了不同阶段或状态下人的嗓音的特征差异,建立了病况诊断的单一参数数学模型,并以此为嗓音病变诊断的客观依据;（2）为实现对嗓音病变的诊断,开发出嗓音病变识别的软、硬件系统。采用HOLTEK公司的HT46R24单片机作为信号采集模块的中央控制单元,使用其它芯片搭建外围电路,实现对嗓音信号的实时采集和数据传输。开发出上位机软件对数据进行接收、分析和显示;（3）设计了硅微声阵列传感单元结构和数学模型。根据声阵列传感单元的特性和嗓音频率的范围,设计出微悬臂梁形式的阵列传感单元结构,建立微悬臂梁振动力学模型以及与应变电阻的耦合方程。利用阵列传声器的特性来诊断嗓音病变信号,可以同时实现声电转换和滤波功能。在实验室已具有的技术条件下,本文建立了嗓音病变诊断的数学模型,完成了硬件电路制作和传感器的设计。通过以上的研究,在对嗓音信号的特征分析、硅微声阵列传感单元设计以及硬件电路设计等方面积累了相关经验,并在实验室环境下验证了该方案的可行性。
施阳和[7]（2008）在《微机械石英陀螺敏感元件的设计与制造研究》文中认为MEMS是近年来比较热门的一个新兴的技术领域,具有广阔的发展前景。MEMS技术在惯性领域的发展应用催生了微惯性技术。微惯性技术的发展,主要集中在微机械加速度计和微机械陀螺这两大类产品领域内。而微机械石英陀螺是微机械陀螺中发展较快的一种。微机械石英陀螺,是二十世纪八十年代末出现的一种微惯性器件,属于中低精度陀螺。微机械石英陀螺,以其具有的成本低、体积小、结构简单、可靠性高等特点在现代精确打击战术武器的军事方面和民用汽车等非军事方面获得了广泛的应用,显示其是一种非常有前途的微机械振动陀螺。在研究微机械石英陀螺的国内外发展研究现状的基础上,对微机械石英陀螺的设计、制造和振动模式测试等方面进行了深入研究,研究的内容及成果如下:总结和研究了压电石英晶体的材料特性和微机械石英陀螺的动力学问题。指出柯氏力偶引起的扭转运动是实现石英陀螺的机械解耦的关键。同时在深入研究公理设计理论和振动陀螺原理的基础上,提出了振动陀螺的公理设计模型。振动陀螺的公理设计模型解决了陀螺设计中有运动耦合的问题,使得原先一些从经验、甚至直觉发展而来的微机械振动陀螺的设计准则有了科学的依据。这对微机械振动陀螺的规范化设计和创新是有较大的指导意义的。在振动陀螺的公理设计模型的指导下,对微机械石英陀螺的材料特性和现有的微机械石英陀螺结构进行了深入研究,提出了一种新的结构,即微机械梳齿石英陀螺。用有限元方法对其进行了模态研究,并分析了相关尺寸参数对微机械梳齿石英陀螺的振动模态的影响。推导建立了微机械梳齿石英陀螺的集总参数模型并据此开展了驱动模式和感测模式的定量研究。微机械石英陀螺的电路主要是驱动电路和检测电路。选用ADM8660实现升压,并采用专用函数信号发生器XR-2206产生恒频等幅正弦驱动信号。检测电路须实现陀螺元件输出信号的放大、解调和滤波功能。通过电荷放大器和锁定放大器得到了高信噪比的信号。最后运用Matlab对检测电路进行了仿真研究。仿真结果表明,采用锁定放大原理,只要处理好电路中的噪声和滤波的效果就可以得到很高的信噪比。研究了微机械石英陀螺加工制造中涉及到的问题。并结合现有条件,对超声波加工及超声加工石英机理等问题进行了研究。用超声成型加工方法加工出了微机械梳齿石英陀螺基片结构。针对MEMS结构的尺寸微小,共振频率高这一特点,开发研制了MEMS用的多载荷加载台。通过这一多载荷加载台,可以进行基础激励、温度和压力的精确控制,实现不同的真空环境下MEMS的静动态性能测试。同时也据此开展了微机械梳齿石英陀螺的振动模式的研究。
许晓昕[8]（2007）在《基于MEMS技术的光纤声传感器研究》文中指出微机械电子系统（MEMS）与光纤传感技术的结合给声传感器的设计和研制带来了全新的发展方向——MEMS光纤声传感器。与传统传声器相比，MEMS光纤声传感器具有灵敏度高，探测端电绝缘，抗电磁干扰，尺寸小，质量轻，适合长距离传输，易复用等明显优势，在很多特殊场合有良好应用前景。本文提出了利用MEMS工艺制作的光纤声传感及光纤超声传感器，从制作工艺上进行了探索。本文首先提出一种法布里-泊罗（F-P）干涉型硅微光纤传声器。该器件结构设计力求提高目前可听频段传声器性能。文中阐述了器件的工作原理和结构优点。对F-P腔光学及机械性能设计优化进行了详细论述，辅助以有限元分析，得到了优化设计参数和理想最大灵敏度。对低粗糙度薄膜制备、光学介质膜图形化等关键工艺进行了研究，讨论了硅表面粗糙度对F-P腔性能的影响，并成功实现了满足器件性能要求的低粗糙度刻蚀，完成了高表面质量的Pyrex玻璃深腐蚀。大量实验结果基础上给出了完整的器件工艺流程，制作出F-P腔单元并测试了器件静态光学信号。传统的均匀厚度敏感薄膜结构通常因灵敏度不够而在超声传感应用领域受到限制。本文创新性的提出了一种基于衍射光栅敏感结构的超声波传感器。该器件首次利用硅光栅敏感膜的自身形变产生精确位相调制进行超声信号探测，通过MEMS工艺将工作点偏置至高灵敏度线性区，并通过双光纤准直器实现整体封装，保证器件有较高灵敏度的同时很好解决了均匀硅膜的频率受限问题。通过理论分析优化硅薄膜尺寸、周期结构参数和脊区厚度，模拟计算出谐振频率即使达到MHz以上，薄膜机械灵敏度也仍可保持nm／Pa量级。利用SOI材料制作出该器件，进行了初步测试并对获得的结果进行了分析。文章最后对两种声传感器的探索工作进行了总结，给出下一步研究工作的展望。
张益[9]（2007）在《自校准智能水听器研究》文中指出带自校准功能的智能水听器的研制,对改善水听器在线功能,提高其水听器的稳定可靠性方面有重要的意义。为了满足水听器得智能化要求,本文根据静电激励器的校准原理与压电陶瓷的压电机理,提出了一种水听器自校准方法,在参考传统水听器的结构特征的基础上,设计了一种带静电激励器的智能水听器结构—这种结构使水听器实现了自校准的智能化功能,并开发了一套智能水听器自校准的软硬件平台。本文将主要介绍水听器自校准的方法、带自校准功能的智能水听器结构的设计思想、研制过程及实验分析。内容包括:1.静电激励器法校准水听器原理。2.传统径向极化圆柱型压电陶瓷的压电特性、工作原理。3.智能水听器结构以及各部分的设计方法。4.自校准系统的软硬件开发。5.在自由场标定了智能水听器的灵敏度和动态范围6.在混响场验证了智能水听器的自校准功能的可行性。
纪新明[10]（2005）在《MEMS红外光声气体传感系统的研究》文中研究指明采用微电子机械系统（MEMS）技术，研制具有选择性好、灵敏度高、响应迅速、制备工艺简单和价格低廉的智能化、MEMS化的红外气体微传感系统已经受到人们的广泛重视，成为当前研究的热点。本文设计了全MEMS化的红外光声气体传感系统。并系统地开展了红外气体光声传感系统中MEMS红外调制辐射源、一维光声腔设计和电容式硅基微传声器等三方面的研究，并采用电调制MEMS红外辐射源研制成功便携式非色散红外吸收气体传感器。主要的研究内容和成果如下：1．成功地研制了复合支撑薄膜（Si3N4／SiO2）的电调制MEMS红外辐射源。测试结果表明，MEMS红外辐射源可以产生相当于黑体300～8500K的红外辐射，实测辐射功率达到60mW，辐射效率可达16.6％，动态响应时间达到12.8ms。在研究复合支撑薄膜（Si3N4／SiO2）的电调制MEMS红外辐射源的基础上，提出了一种基于低应力SiNx支撑薄膜的单膜MEMS红外辐射源的新结构，MEMS红外辐射源的动态响应时间缩小到10ms之内。全面系统地研究了发热电极图形结构对红外辐射特性的影响。比较了四种不同电极图形MEMS红外辐射源的红外辐射特性，得到双螺旋结构的电极设计具有最优的发热效率。针对双螺旋电极的MEMS红外辐射源，探索了电极线宽与线距对辐射效率的影响。结果表明，对于所设计的三种不同电极线宽与三种不同电极间距的MEMS红外辐射源，在线宽与线距为1：1.5时，使辐射效率得到提高。研究了有效辐射面积的尺寸大小对MEMS红外辐射源辐射性能的影响。结果表明，对于所设计的MEMS红外辐射源，并非辐射源的面积越大，辐射特性越好。辐射面域为1.6×1.6mm2的MEMS红外辐射源比2.0×2.0mm2的辐射源具有更好的辐射特性和机械稳定性。在辐射源的功率密度同为195mW／mm2时，辐射面域为1.6×1.6mm2的MEMS红外辐射源的辐射效率可达到10.62％，而2.0×2.0mm2的辐射源的辐射效率仅为6.54％。提出了采用氧离子轰击辐射表面的方法实现对MEMS红外辐射源表面的糙化处理，大大提高辐射表面的红外发射率。测试结果表明，辐射源表面经糙化处理后，辐射面的温度分布更趋于均匀，红外辐射效率也有了大幅度的提高，在6V恒压驱动MEMS红外辐源时，表面糙化处理样品的红外辐射可达到2.86％，远大于Si3N4和SiO2钝化样品的2.61％和2.01％。2．系统的开展了MEMS红外光声气体传感器一维光声腔的理论研究，提出了一种新的一维纵向光声腔的LC振荡电路模型，该模型能够简单快速地计算光声腔的结构参数、品质因子和共振频率等特性，并能直观的模拟光声信号随气体浓度、温度，光声腔结构参数的变化趋势。根据模型计算结果，结合MEMS微机械加工技术，研究制作了一维纵向光声腔，为实现红外光声气体传感器的MEMS化打下重要基础。3．设计了一种新型的单片电容式硅基微传声器，该微传声器采用近乎无应力的单晶硅作为振膜材料，以成本低廉，工艺简单的聚酰亚胺作为背极板材料，掺杂后的单晶硅作导电电极材料，使结构的设计和制作的工艺更加简单。并利用有限元方法对其进行了建模，进行了静力、模态和谐响应以及Pull-In电压等分析，从理论上分析了器件的机械性能、灵敏度以及频响特性，得出了结构优化的设计原则。针对硅基微传声器的结构设计，设计了微传声器的工艺流程，完成其中关键性单项工艺的实验，得到了重要的工艺技术参数，为整体微传声器的工艺实现奠定了良好的基础。采用本文研制的电调制MEMS红外辐射源，设计并研究了一种新型的便携式非色散红外（NDIR）吸收气体传感器。该传感器主要有直接电调制的MEMS红外辐射源、窄带薄膜干涉滤光片和高灵敏度的TGS（硫酸三甘肽）热释电红外探测器等部件组成。该系统的建立，初步地实现了系统主体部件的MEMS化，降低了系统的成本和体积，提高了系统的探测灵敏度。通过对CO、CO2、NH3和SO2四种火灾现场燃烧生成气体在不同浓度状态下的测量，证明系统对所测气体可以达到了几十个ppm量级的探测极限，响应时间均小于20秒，具有较好的稳定性和重复性。同时，研制的电调制MEMS红外辐射源在NDIR气体传感器中的成功应用，也证明辐射源具有了一定的应用前景。
二、微机械阵列滤波传声器的动态特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微机械阵列滤波传声器的动态特性（论文提纲范文）
（1）射频微机电高品质谐振器技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 声学谐振器的研究现状 |
| 1.2.1 传统声学谐振器 |
| 1.2.2 微机电谐振器 |
| 1.2.3 声学谐振器之间的比较 |
| 1.3 高品质微机电谐振器技术的研究现状 |
| 1.4 本论文的研究目标与研究内容 |
| 1.4.1 研究目标与研究内容 |
| 1.4.2 全文章节结构安排 |
| 第二章 微机电谐振器的工作原理与实现 |
| 2.1 微机电谐振器的机电换能原理 |
| 2.2 微机电谐振器的模态特征 |
| 2.2.1 基本的宽度伸展模态 |
| 2.2.2 高阶轮廓模态 |
| 2.2.3 其他模态 |
| 2.3 微机电谐振器的能量损耗 |
| 2.3.1 锚点损耗 |
| 2.3.2 材料损耗 |
| 2.3.3 其他损耗 |
| 2.4 微机电谐振器的加工工艺流程与测试方法 |
| 2.4.1 加工工艺流程 |
| 2.4.2 测试方法 |
| 2.4.3 等效电路模型参数提取 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 声子晶体用以提升微机电谐振器品质因数的研究 |
| 3.1 声子晶体的理论分析 |
| 3.1.1 声子晶体的分类 |
| 3.1.2 声子晶体的理论基础 |
| 3.1.3 声子晶体在微机电谐振器中的作用 |
| 3.2 基于多物理场的声子晶体延迟线模型 |
| 3.2.1 延迟线模型的设计 |
| 3.2.2 有限元仿真结果分析 |
| 3.3 基于多级声子晶体结构的微机电高品质谐振器技术研究 |
| 3.3.1 多级声子晶体结构的带隙特征和传输特性 |
| 3.3.2 谐振器的设计及其有限元仿真结果 |
| 3.3.3 多级声子晶体结构对谐振器品质因数的影响 |
| 3.4 蜘蛛网状声子晶体结构在微机电谐振器中的应用 |
| 3.4.1 蜘蛛网状声子晶体与圆孔状声子晶体的对比 |
| 3.4.2 两种声子晶体结构的带隙与传输特性对比 |
| 3.4.3 两种声子晶体结构在微机电谐振器中的应用 |
| 3.4.4 仿真结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 隔振原理用以提升微机电谐振器品质因数的研究 |
| 4.1 隔振原理在微机电谐振器中的应用 |
| 4.1.1 具有悬浮外框结构的谐振器设计 |
| 4.1.2 外框结构的隔振原理分析 |
| 4.2 衡量隔振性能的延迟线模型研究 |
| 4.2.1 延迟线模型设计 |
| 4.2.2 有限元仿真结果 |
| 4.3 基于悬浮外框结构的微机电高品质谐振器技术研究 |
| 4.3.1 谐振器的设计及其有限元分析 |
| 4.3.2 测试结果比较 |
| 4.3.3 机电耦合系数与品质因数之间的关系 |
| 4.3.4 外框结构外的支撑梁长度对谐振器品质因数的影响 |
| 4.4 外框与声子晶体结构在微机电谐振器中的应用 |
| 4.4.1 谐振器的设计 |
| 4.4.2 有限元仿真结果 |
| 4.4.3 测试结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微机电谐振器的电极优化与高品质因数声谱梳的实现 |
| 5.1 矩形状谐振器的电极优化研究 |
| 5.1.1 矩形状谐振器的电极优化设计 |
| 5.1.2 有限元仿真结果 |
| 5.2 环形谐振器的电极优化研究 |
| 5.2.1 环形谐振器的电极优化设计 |
| 5.2.2 有限元仿真结果对比 |
| 5.2.3 电极优化的模态抑制机理分析 |
| 5.2.4 测试结果对比 |
| 5.3 基于微机电谐振器的声谱梳实现方法 |
| 5.3.1 谐振器设计 |
| 5.3.2 声子晶体的应用 |
| 5.3.3 有限元仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）基于热声效应的石墨烯扬声器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 热声器的研究背景 |
| 1.2 石墨烯制备的研究现状 |
| 1.3 石墨烯热声器的研究现状和发展前景 |
| 1.4 本文工作内容 |
| 2.石墨烯的制备和表征 |
| 2.1 石墨烯的制备 |
| 2.2 石墨烯表征 |
| 2.3 本章小结 |
| 3.石墨烯热声器理论模型及验证 |
| 3.1 石墨烯热声器的制作 |
| 3.2 声波基础 |
| 3.3 石墨烯热声器理论模型 |
| 3.4 石墨烯热声器理论模型验证 |
| 3.4.1 有无气囊对声压的影响 |
| 3.4.2 距离和功率对声压影响 |
| 3.4.3 石墨烯热声器的声压指向性分布 |
| 3.4.4 石墨烯表面温度与功率和频率之间的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.石墨烯热声器性能分析与优化 |
| 4.1 石墨烯热声器特性分析 |
| 4.1.1 石墨烯热声器静态特性 |
| 4.1.2 石墨烯热声器的动态特性 |
| 4.2 石墨烯热声器性能的优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 5.石墨烯热声器的应用 |
| 5.1 全方位热声器 |
| 5.2 基于石墨烯热声器的超声波耳机 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 对未来工作的期望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间所取得的研究成果 |
（3）多尺度数据融合算法及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.2 多传感器信息融合概述 |
| 1.2.1 信息融合的概念和优点 |
| 1.2.2 信息融合的模型 |
| 1.2.3 信息融合的方法 |
| 1.2.4 信息融合技术的研究现状 |
| 1.3 多尺度数据融合有关技术及进展 |
| 1.3.1 多尺度系统估计理论研究概况 |
| 1.3.2 多尺度数据融合的应用及研究现状 |
| 1.3.3 多尺度数据融合概念的演变 |
| 1.4 MEMS陀螺仪中漂移信号处理方法研究现状 |
| 1.5 陀螺仪中的多尺度数据融合及需要解决的问题 |
| 1.6 本文的主要研究内容及结构安排 |
| 2 多尺度数据融合算法及其有效性的证明 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 小波分解原子时算法 |
| 2.2.1 常见时间尺度 |
| 2.2.2 原子时算法 |
| 2.2.3 小波分解原子时算法的提出 |
| 2.2.4 小波分解原子时算法有待解决的问题 |
| 2.2.5 小波分解原子时算法的基本原理 |
| 2.3 预备知识 |
| 2.3.1 原子钟的噪声特性 |
| 2.3.2 相关说明 |
| 2.4 随机信号数据融合的理论体系 |
| 2.4.1 平稳单尺度数据融合 |
| 2.4.2 平稳多尺度数据融合 |
| 2.4.3 非平稳单尺度数据融合 |
| 2.4.4 非平稳多尺度数据融合 |
| 2.5 非平稳多尺度数据融合定理的证明 |
| 2.6 分析与讨论 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 多尺度数据融合算法的小波包实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 小波变换和小波包变换 |
| 3.3 小波包的基本理论 |
| 3.3.1 正交小波包的定义与性质 |
| 3.3.2 小波包的子空间分解 |
| 3.3.3 小波库及小波包基的定义 |
| 3.3.4 小波包的分解与重构算法 |
| 3.3.5 最优小波包基的概念 |
| 3.3.6 最优基的快速搜索 |
| 3.4 基于小波包的多尺度数据融合方案 |
| 3.4.1 基于小波变换的多尺度数据融合算法 |
| 3.4.2 基于小波包的多尺度数据融合方案 |
| 3.5 基于小波包的多尺度陀螺融合实验研究 |
| 3.5.1 MEMS陀螺概述 |
| 3.5.2 MEMS陀螺随机误差分析 |
| 3.5.3 MEMS陀螺随机误差的Allan方差分析 |
| 3.5.4 MEMS陀螺漂移的数学模型 |
| 3.5.5 MEMS陀螺信号实时小波处理方法 |
| 3.5.6 基于小波包的多尺度陀螺融合算法仿真实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 小波多尺度数据融合中关键技术 |
| 4.1 MEMS陀螺噪声特性与小波熵 |
| 4.1.1 MEMS陀螺误差及噪声特性 |
| 4.1.2 小波熵 |
| 4.2 常见的小波簇 |
| 4.2.1 小波基的性质 |
| 4.2.2 常用小波基 |
| 4.3 基于小波变换的数据融合中小波基的选取 |
| 4.3.1 小波基选取原则 |
| 4.3.2 小波基的比较 |
| 4.3.3 小波簇的选取 |
| 4.3.4 陀螺数据融合效果评价 |
| 4.3.5 最佳小波基选取实验 |
| 4.4 小波分解层数的设定 |
| 4.5 数据融合加权因子的选择 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多尺度融合与其它MEMS陀螺信号处理方法的比较 |
| 5.1 MEMS陀螺仪噪声抑制方法研究概述 |
| 5.1.1 MEMS陀螺仪噪声抑制方法研究现状 |
| 5.1.2 卡尔曼滤波和小波阈值去噪法的缺点 |
| 5.1.3 多尺度数据融合算法的优点 |
| 5.2 MEMS陀螺数据处理中的多传感器数据融合 |
| 5.2.1 多尺度融合 |
| 5.2.2 卡尔曼滤波融合 |
| 5.2.3 小波阈值融合 |
| 5.3 基于仿真信号对三种融合方法的比较 |
| 5.3.1 仿真信号的产生 |
| 5.3.2 第一组仿真实验(Chirp信号+高斯白噪声) |
| 5.3.3 第二组仿真实验(Chirp信号+有色噪声) |
| 5.4 基于实测信号对三种融合方法的比较 |
| 5.5 三种融合方法比较的结论 |
| 5.6 多尺度数据融合与FLP(前向线性预测)方法的比较 |
| 5.6.1 FLP算法 |
| 5.6.2 基于FLP滤波的多传感器融合方法 |
| 5.6.3 FLP滤波融合结果和分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 多尺度数据融合系统设计与验证 |
| 6.1 系统的总体设计方案 |
| 6.1.1 系统需求分析 |
| 6.1.2 系统整体框图 |
| 6.1.3 系统中的主要器件选型 |
| 6.2 硬件电路设计 |
| 6.2.1 陀螺仪模块 |
| 6.2.2 协处理器模块 |
| 6.2.3 主处理器模块 |
| 6.2.4 系统实物图 |
| 6.3 系统软件设计 |
| 6.3.1 接口部分 |
| 6.3.2 融合处理部分 |
| 6.4 实验研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 本文的主要研究成果 |
| 7.2 创新研究 |
| 7.3 进一步研究工作 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表和收录的论文 |
| 攻读博士学位期间获奖 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（4）电线电压与电流非接触检测技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 非接触式电压、电流传感器研究现状 |
| 1.2.1 非接触式电压传感器研究现状 |
| 1.2.2 非接触式电流传感器研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 非接触式电压电流测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 振动电容式电场传感器工作原理 |
| 2.2.1 振动电容调制原理 |
| 2.2.2 驱动结构 |
| 2.2.3 器件信号检测原理 |
| 2.3 磁电式电流传感原理 |
| 2.3.1 磁致伸缩材料 |
| 2.3.2 压电材料 |
| 2.3.3 磁致伸缩/压电换能器的磁电效应 |
| 2.4 小结 |
| 3 磁驱动式直流电场传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电场传感器结构及原理 |
| 3.2.1 电场传感器结构 |
| 3.2.2 传感器工作原理 |
| 3.2.3 信号检测电路 |
| 3.3 磁驱动悬臂梁结构建模分析 |
| 3.3.1 磁驱动力分析与控制 |
| 3.3.2 悬臂式结构振动位移分析 |
| 3.4 电场传感器非接触电压测量实验 |
| 3.4.1 器件制备及实验测试系统搭建 |
| 3.4.2 实验测试结果及讨论 |
| 3.5 小结 |
| 4 声驱动式电场传感器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 声驱动电场传感器的结构及原理 |
| 4.3 声-机转化原理 |
| 4.3.1 含弹性腔壁Helmholtz共鸣器模型 |
| 4.3.2 弹性腔壁集中参数模型 |
| 4.3.3 悬臂梁式电场传感器振动位移分析 |
| 4.4 传感器制备与实验测试系统 |
| 4.4.1 传感器制备 |
| 4.4.2 实验测试系统 |
| 4.5 传感器性能测试及分析 |
| 4.6 小结 |
| 5 基于磁化梯度铁磁复合的自偏置磁电电流传感器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁化梯度铁磁材料的内建磁场 |
| 5.3 基于磁化梯度铁磁复合的自偏置磁电换能器 |
| 5.3.1 磁机电耦合方程 |
| 5.3.2 磁电换能器制备及测试系统 |
| 5.3.3 磁电换能器测试结果 |
| 5.4 自偏置磁电电流传感器 |
| 5.4.1 自偏置磁电电流传感器结构及原理 |
| 5.4.2 自偏置磁电电流传感器测试系统 |
| 5.4.3 自偏置磁电电流传感器测试结果 |
| 5.5 小结 |
| 6 基于线圈/悬臂梁/压电复合的磁电电流传感器 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 直流磁电传感器结构及原理 |
| 6.3 传感器机电耦合方程 |
| 6.3.1 压电耦合机械方程 |
| 6.3.2 机械耦合电路方程 |
| 6.3.3 传感器输出特性 |
| 6.4 传感器制作及实验测试系统 |
| 6.4.1 传感器的制作 |
| 6.4.2 实验系统的搭建 |
| 6.5 传感器性能测试 |
| 6.5.1 直流磁场测量结果 |
| 6.5.2 直流电流测量结果 |
| 6.6 小结 |
| 7 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.攻读博士学位期间发表的相关论文 |
| B.攻读博士学位期间参与的相关课题 |
| C.攻读博士学位期间参加的学术会议 |
（5）非平膜电容式微型超声波传感器研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超声波传感器 |
| 1.1.1 超声波传感器 |
| 1.1.2 超声波传感器的技术局限性 |
| 1.2 微型超声波传感器 |
| 1.2.1 微型超声波传感器 |
| 1.2.2 压电式微型超声传感器 |
| 1.2.3 电容式微型超声传感器 |
| 1.3 课题研究的目的和主要内容 |
| 第二章 非平膜电容式微型超声传感器的力电耦合特性 |
| 2.1 电容式超声传感器的一阶集总模型 |
| 2.2 非平膜超声传感器 |
| 2.2.1 具有凸台的非平膜传感器 |
| 2.2.2 具有凹槽的非平膜传感器 |
| 2.3 非平膜超声传感器的力电耦合有限元模型 |
| 2.4 非平膜超声传感器的力电耦合静态分析 |
| 2.4.1 静态位移 |
| 2.4.2 机电耦合系数 |
| 2.5 非平膜超声传感器的力电耦合动态分析 |
| 2.5.1 模态振型 |
| 2.5.2 机械阻抗 |
| 2.5.3 频率响应 |
| 2.6 非平膜超声传感器的等效电路 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 非平膜电容式微型超声传感器的声场特性 |
| 3.1 声场-结构耦合 |
| 3.1.1 声波方程及其离散化 |
| 3.1.2 声场-结构耦合方程 |
| 3.2 非平膜超声传感器的声场模型 |
| 3.3 非平膜超声传感器的声场特性 |
| 3.3.1 声场特性 |
| 3.3.2 发射声压 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 非平膜电容式微型超声传感器的结构参数影响分析 |
| 4.1 平膜超声传感器参数分析 |
| 4.1.1 薄膜半径与厚度 |
| 4.1.2 空腔厚度 |
| 4.1.3 薄膜应力 |
| 4.1.4 电极尺寸 |
| 4.2 具有凸台的非平膜超声传感器参数分析 |
| 4.2.1 凸台半径与厚度 |
| 4.2.2 凸台位置 |
| 4.3 具有凹槽的非平膜超声传感器参数分析 |
| 4.3.1 凹槽尺寸 |
| 4.3.2 凹槽位置 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 非平膜电容式微型超声传感器设计制作与性能测试 |
| 5.1 设计制作 |
| 5.2 指向性分析 |
| 5.3 谐振特性测试 |
| 5.4 输入阻抗测试 |
| 5.5 声学特性测试 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（6）基于硅微声阵列传感器的嗓音病变诊断分析系统的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究基于硅微声阵列传感器的嗓音诊断系统的意义 |
| 1.2.1 传统咽喉疾病诊断的方式 |
| 1.2.2 采用嗓音分析系统实现咽喉部位病变诊断的价值 |
| 1.2.3 采用硅微声阵列传感器的意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国内嗓音病变分析及微传感器的研究现状 |
| 1.3.2 国外嗓音病变分析及微传感器的研究现状 |
| 1.4 本文研究的内容 |
| 2 病变嗓音信号的分析 |
| 2.1 声带病变的分类 |
| 2.2 病变嗓音信号的分析 |
| 2.2.1 经典分析方式 |
| 2.2.2 本文分析方式 |
| 2.3 小结 |
| 3 病变嗓音诊断系统的建立 |
| 3.1 硬件系统的设计 |
| 3.1.1 微处理的选择 |
| 3.1.2 电源电路 |
| 3.1.3 信号采集电路 |
| 3.1.4 放大滤波电路 |
| 3.1.5 电压转换电路 |
| 3.1.6 外扩存储器 |
| 3.1.7 设计的实验仪器 |
| 3.2 软件系统的设计 |
| 3.2.1 程序流程图 |
| 3.2.2 显示结果 |
| 3.3 小结 |
| 4 硅微声阵列传感器的设计 |
| 4.1 硅微声阵列传感器 |
| 4.1.1 传统微机械阵列传声器原理 |
| 4.1.2 本文设计的硅微声阵列传感器结构及数学模型 |
| 4.2 声阵列传感器的参数分析 |
| 4.2.1 传感单元数目对传感器幅频特性的影响 |
| 4.2.2 阻尼比对阵列传感器的影响 |
| 4.3 仿真结果 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）微机械石英陀螺敏感元件的设计与制造研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 MEMS 概述 |
| 1.2 微惯性技术及微机械石英陀螺的发展 |
| 1.3 微机械石英陀螺设计方法 |
| 1.4 课题的来源、目的、意义及论文结构 |
| 2 微机械石英陀螺的研究基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 石英材料的物理性能 |
| 2.3 微机械石英陀螺的动力学基础 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于公理设计理论的微机械石英陀螺的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 公理设计理论 |
| 3.3 柯氏振动陀螺的公理设计 |
| 3.4 微机械石英陀螺中的振动敏感元件的分析与创新 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 微机械梳齿石英陀螺有限元分析及集总参数模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微机械梳齿石英陀螺的模态分析 |
| 4.3 微机械梳齿石英陀螺的集总模型研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微机械石英陀螺相关电路研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 驱动信号的实现 |
| 5.3 感测信号的检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 微机械石英陀螺加工制造 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 石英陀螺的基本制作方法 |
| 6.3 微机械梳齿石英陀螺中的石英基片的超声加工 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 MEMS 用加载台研制及微机械梳齿石英陀螺振动模式研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 MEMS 动态特性频闪干涉视觉三维测量技术及系统 |
| 7.3 基础振动激励及多载荷加载台 |
| 7.4 微机械梳齿石英陀螺的振动模式计算与测试 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间申请的专利 |
（8）基于MEMS技术的光纤声传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 声传感技术 |
| 1.1.1 声传感器技术基础 |
| 1.1.2 声传感器种类及发展概况 |
| 1.2 超声波检测概述 |
| 1.2.1 超声波检测技术发展及应用 |
| 1.3 MEMS声传感技术 |
| 1.3.1 MEMS技术概述 |
| 1.3.2 MEMS微传声器种类及发展 |
| 1.4 光纤声传感技术 |
| 1.4.1 光纤传声器发展及应用 |
| 1.4.2 MEMS光纤声传感器研究进展 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 1.5.1 本文的目的和意义 |
| 1.5.2 论文内容 |
| 第二章 MEMS光纤声传感器设计理论 |
| 2.1 F-P腔 MEMS光纤微声传感器光学理论基础 |
| 2.1.1 多光束干涉效应 |
| 2.1.2 F-P腔主要特性参数 |
| 2.1.3 F-P腔声传感器件光学设计与模拟 |
| 2.2 MEMS双面衍射光栅超声传感器光学设计 |
| 2.2.1 利用光栅结构的MEMS器件 |
| 2.2.2 MEMS光栅超声传感器设计 |
| 2.2.3 光学特性分析 |
| 第三章 F-P腔 MEMS光纤微声传感器工艺制作 |
| 3.1 F-P腔 MEMS光纤微声传感器结构设计 |
| 3.1.1 敏感薄膜设计与模拟 |
| 3.2 工艺制作及测试 |
| 3.2.1 低表面粗糙度的硅刻蚀 |
| 3.2.2 Pyrex玻璃深刻蚀工艺 |
| 3.2.3 光学介质膜图形化工艺 |
| 3.2.4 气压平衡设计 |
| 3.2.5 器件工艺流程 |
| 3.2.6 器件完成结果及测试分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 MEMS衍射光栅超声传感器工艺研究及制作 |
| 4.1 MEMS光栅超声传感器设计 |
| 4.1.1 光栅结构分析 |
| 4.2 双面光栅结构器件工艺制作 |
| 4.2.1 双面光栅的工艺制作流程 |
| 4.3 器件测试和结果讨论 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 本论文的主要内容 |
| 5.2 下一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表文章 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）自校准智能水听器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 智能传感器概论 |
| 1.1.1 智能传感器的功能 |
| 1.1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2 智能水听器的研究背景 |
| 1.3 水听器校准方法 |
| 1.3.1 自由场互易校准法 |
| 1.3.2 比对校准法 |
| 1.3.3 静电激励器校准法 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 智能水听器结构设计与自校准方法研究 |
| 2.1 水听器的分类 |
| 2.2 传统水听器结构及工作原理 |
| 2.3 智能水听器结构 |
| 2.4 静电激励器校准传声器原理 |
| 2.4.1 静电激励器校准法模型 |
| 2.4.2 静电激励器对传声器的影响 |
| 2.4.3 静电激励器测量传声器的频率响应 |
| 2.5 静电激励器校准水听器原理 |
| 2.6 智能水听器各部分结构设计 |
| 2.6.1 压电陶瓷圆管的设计 |
| 2.6.2 静电激励器的结构设计 |
| 2.6.3 PVC底座的结构设计 |
| 2.6.4 外壳的结构设计 |
| 2.6.5 吸声泡沫塑料的结构设计 |
| 2.7 智能水听器各部分的装配 |
| 第三章 自校准智能水听器的硬件系统设计 |
| 3.1 自校准系统硬件的实现方法 |
| 3.2 自校准系统的硬件构成 |
| 3.2.1 DSP板卡的结构及功能 |
| 3.2.2 激励源部分简介 |
| 第四章 自校准智能水听器的软件件系统设计 |
| 4.1 自校准软件系统的功能 |
| 4.2 DSP端软件设计 |
| 4.2.1 DSP端程序开发环境 |
| 4.2.2 DSP端程序流程 |
| 4.2.3 控制A/D模块 |
| 4.2.4 DSP运算模块 |
| 4.2.5 DSP与主机通信模块 |
| 4.3 主机端程序 |
| 第五章 智能水听器自由场灵敏度标定 |
| 5.1 智能水听器灵敏度自由场标定的原理 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 实验数据及处理 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 智能水听器混响场自校准实验 |
| 6.1 混响场自校准实验原理 |
| 6.2 静电激励器线性度验证实验 |
| 6.3 自校准实验数据及分析 |
| 6.4 实验数据处理 |
| 6.5 实验结果分析 |
| 6.6 结论 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 研究设计的主导思想 |
| 7.2 本文完成的工作 |
| 7.3 后期工作展望 |
| 附录I DSP端程序代码 |
| 附录II 主机端程序代码 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致 谢 |
（10）MEMS红外光声气体传感系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 红外光声气体传感器的探测原理 |
| 1.3 红外光声气体传感器的发展 |
| 1.4 研究内容 |
| 参考文献: |
| 第二章 电调制MEMS红外辐射源的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 MEMS红外辐射源的相关理论基础 |
| 2.3 MEMS红外辐射源的设计 |
| 2.3.1 MEMS红外辐射源发热材料的选择 |
| 2.3.2 MEMS红外辐射源的结构设计 |
| 2.3.3 MEMS红外辐射源的性能模拟 |
| 2.4 MEMS红外辐射源的工艺实现 |
| 2.5 电调制MEMS红外辐射源的性能表征 |
| 2.5.1 辐射特性测试 |
| 2.5.2 动态特性测试 |
| 2.6 MEMS辐射源的电极图形和辐射面积对辐射性能的影响 |
| 2.7 表面辐射性能的研究 |
| 2.8 单膜MEMS红外辐射单元的研制 |
| 2.9 本章结论 |
| 参考文献: |
| 第三章 MEMS红外光声气体传感器的一维光声腔研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 一维光声(PHOTOACOUSTICS,PA)腔理论基础 |
| 3.2.1.光声腔的分类 |
| 3.2.2 理论基础 |
| 3.2.3.PA系统的表征参数 |
| 3.3 一种新的一维纵向光声腔模型的建立以及模拟结果 |
| 3.3.1 模拟的理论模型 |
| 3.3.2 模拟结果与分析 |
| 3.4 MEMS光声腔的制作 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献: |
| 第四章 用于MEMS红外光声气体传感器的单片电容式硅基微传声器的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 电容式硅基微传声器 |
| 4.2.1 灵敏度 |
| 4.2.2 频率响应 |
| 4.2.3 共振频率 |
| 4.2.4 吸附电压 |
| 4.3 硅基MEMS微传声器有限元模型的建立和模拟 |
| 4.3.1 有限元模型 |
| 4.3.2 振动膜片的静态分析 |
| 4.3.3 模态和频响分析 |
| 4.3.4 Pull-in效应分析 |
| 4.3.5 小结 |
| 4.4 单片电容式硅基微传声器的设计 |
| 4.4.1 结构设计 |
| 4.4.2 版图设计 |
| 4.4.3 灵敏度的理论计算 |
| 4.5 工艺实验研究 |
| 4.5.1 工艺流程设计 |
| 4.5.2 单项工艺实验研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献: |
| 第五章 基于MEMS红外辐射源的便携式红外吸收气体传感器研究 |
| 5.1 红外吸收及NDIR的工作原理 |
| 5.1.1 红外气体吸收的理论 |
| 5.1.2 NDIR气体传感器的工作机理 |
| 5.2 应用电调制MEMS红外辐射源的新型NDIR气体传感器 |
| 5.2.1 系统组成 |
| 5.2.2 实验与结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 附件1 攻读博士学位期间发表论文一览 |
| 致谢 |
四、微机械阵列滤波传声器的动态特性（论文参考文献）
- [1]射频微机电高品质谐振器技术研究[D]. 鲍飞鸿. 电子科技大学, 2020(07)
- [2]基于热声效应的石墨烯扬声器研究[D]. 黄伟. 浙江大学, 2020(06)
- [3]多尺度数据融合算法及其应用研究[D]. 刘娟花. 西安理工大学, 2019
- [4]电线电压与电流非接触检测技术研究[D]. 王德才. 重庆大学, 2018(05)
- [5]非平膜电容式微型超声波传感器研究[D]. 张慧. 天津大学, 2010(10)
- [6]基于硅微声阵列传感器的嗓音病变诊断分析系统的研究[D]. 吴波. 重庆大学, 2008(06)
- [7]微机械石英陀螺敏感元件的设计与制造研究[D]. 施阳和. 华中科技大学, 2008(12)
- [8]基于MEMS技术的光纤声传感器研究[D]. 许晓昕. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）, 2007(05)
- [9]自校准智能水听器研究[D]. 张益. 中北大学, 2007(05)
- [10]MEMS红外光声气体传感系统的研究[D]. 纪新明. 复旦大学, 2005(02)