介绍了一种电容式微机械加速度计的数字化处理电路,并重点介绍了数模转换器和模数转换器的温度特性。提出通过将调幅信号与载波信号进行相除运算,来显著的改善由于模数转换器和数模转换器引起的加速度计系统稳定性恶化现象。根据载波信号具有的一些与调幅信号不同的特性,运用方波解调的思想,设计了简化的数字方波解调算法对载波信号进行数字解调,这个算法可以节约大量的FPGA硬件资源,并且可以在解调时实现相位自动对准。

依据压阻效应原理，利用微电子机械系统（MEMS）制作技术设计并制作出一种新型的水声接收换能器-MEMS单矢量水听器，期望利用敏感材料的压阻效应以及水听器精巧的微结构，实现矢量水听器的低频特性和小型化。通过有限元软件ANSYS对水听器微结构进行了静态仿真，利用MEMS微机械加工工艺制作出水听器微结构并对水听器进行了封装，采用振动台标定和水下驻波场测试相结合的方法完成了水听器的测试。测试结果表明：结合压阻效应原理和MEMS技术制作矢量水听器具有可行性。该水听器不但体积小、质量轻、结构简单，而且具有“8”字型的指向特性，单个水听器就能对水下水平面内的声源目标进行定向探测。

微机械陀螺依靠振动模态频率来测量旋转角速度,通常微机械结构的振动模态相当复杂.虽然已有很多文章研究了如何调节驱动模态和敏感模态以获得最大的敏感度,却很少有人分析微机械陀螺的振动模态.振动模态与陀螺结构的设计参数有极大的关系,这些参数包括陀螺检测质量的尺寸、支撑系统的类型和尺寸,以及用以制造陀螺主体的多晶硅的残余应力.研究了一个静电驱动、电容检测、敏感垂直轴角速度的陀螺(也称平面陀螺).同时,用有限元法分析法对微机械陀螺的结构进行了分析.

微型机电系统技术是一个新兴的技术领域.本文介绍了微电子机械系统(MEMS)的特点和关键技术,讨论了MEMS的应用,并阐述了MEMS的发展趋势.

本文提出了一种新的非接触式，高灵敏度微致动器同矩动态测试方法，以非接触测量代替接触测量，改间接测量为直接测量，最大限度地减少中间环节及测量影响因素，测量精度可提高一个数量级，测量规范可提高到10^-4-10^-7Nm，同时，设计了非接触，高灵敏度微致动器力矩动态测量仪，并对其中的两项关键技术－非接触微力制动和微力自动加载进行了论述，并给出了该仪器的实际测量结果。

研制微力学测试仪,对微电子机械系统中键合结构的强度进行测试.最大载荷为1.4 N,在载荷量程为450 mN时仪器的最高分辨力为10 μN.采用键合在玻璃基底上的硅悬臂梁作为试样.为模拟横力剪切破坏和扭转破坏工况,用微力学测试仪分别在悬臂梁的固定端和自由端施加载荷至试样破坏.测得相应的破坏载荷并计算出最大剪应力.对破坏残骸的显微观察发现,存在玻璃开裂和硅开裂2种失效模式.该技术为微电子机械系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)键合结构的强度表征提供一种有效方法,并可用来进行微悬臂梁或微桥的强度测试.

磨损是材料和机械失效的主要原因之一.本文介绍了近年来材料磨损性能研究的进展,磨损的几种破坏机制以及相应的磨损理论模型,并介绍了MEMS中磨损研究的现状.

论述了尺寸效应的内涵及其对微电子机械系统(MEMS)基础理论研究的重要影响;提出了广义尺寸效应、狭义尺寸效应,正效应、负效应及其判据;建立了狭义尺寸效应的分析模型,从尺寸泛函的绝对值、相对值和对尺寸的灵敏度三个方面进行泛函分析.将该模型应用到两端固支多晶硅微梁的弯曲测试,分析结果与实验相符.

基于MEMS技术体硅工艺,提出一种新型大有效面积的连续变形反射镜的设计制造方法.依工艺流程中的实际情况与结果,分析了在制造过程中遇到的大面积腔体深腐蚀中凸角腐蚀和键合中小空隙粘合等关键问题,设计实施了T形补偿角、延长驱动线等解决方案.用此方法制造出有效反射面积30mm(30mm,最大变形量1.2μm,49驱动电极的新型变形反射镜.10-200V电压范围内得到的该变形反射镜镜面变形数据与模拟结果具有很好的一致性.

介绍了MEMS器件的发展历史,国内外研究和应用现状,对国内外差距进行了比较,给出了MEMS 器件今后的一些发展趋势.同时,提出了推进MEMS 器件产业化的建议.