基于柔性MEMS的寬量程流速傳感器的設(shè)計(jì)與微制造研究.pdf

1、航空航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域及生物醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展對傳感器的要求越來越高，傳統(tǒng)的流速傳感器已無法滿足要求。隨著微電子加工技術(shù)和 MEMS技術(shù)的迅速發(fā)展，基于傳熱學(xué)原理的MEMS熱式流速傳感器由于尺寸小、精度高并能夠分辨流向逐漸成為主流。
　　目前，大部分的流速傳感器都只針對于低速或者高速其中一種應(yīng)用，無法在寬量程內(nèi)獲得高精度的測量，并且大部分傳感器都是基于硅襯底，傳感器損失到襯底的熱量較大，且其無法安裝在具有復(fù)雜曲率的表面上，從而大大影響

2、了流速傳感器的應(yīng)用范圍。
　　本文設(shè)計(jì)并制造了基于柔性 MEMS的流速傳感器，可用于低速和高速的寬量程測量，并可安裝于具有復(fù)雜曲率的表面。本論文的主要工作如下：
　　（1）寬量程流速傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真?；谌嵝?MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)了兩種結(jié)合熱損失原理和熱溫差原理的寬量程流速傳感器結(jié)構(gòu)，并利用COMSOL對流速傳感器結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行熱損失原理和熱溫差原理的熱流場耦合仿真，獲得主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響規(guī)律。
　?。?）仿真分析柔性寬

3、量程流速傳感器用于迫彈彈道辨識飛行速度測量的可行性。利用COMSOL對迫彈引信流場進(jìn)行仿真，并進(jìn)行了傳感器與引信的聯(lián)合仿真，研究了柔性熱式流速傳感器在引信中的安裝位置以及傳感器測速和彈速的關(guān)系，為柔性流速傳感器用于迫彈的彈道辨識提供了一種新方法。
　?。?）柔性流速傳感器的MEMS微加工制造?；谌嵝?MEMS技術(shù)，采用自上而下的加工工藝流程，對設(shè)計(jì)的兩種柔性流速傳感器的結(jié)構(gòu)同時進(jìn)行流片微制造，最終制造出了尺寸分別為9mm×7mm