压电驱动是微机械系统（MEMS）微执行器最有发展前途的驱动方式之一。该文采用ANSYS有限元软件对压电膜片结构参数和在微执行器上的装配方法进行了优化设计，得到PZT／Si，PZT／Cu压电膜片结构的优化数据，将其应用于有阀微泵的研制。经测试，微泵压电驱动效果与仿真结果一致，微泵背压可达836Pa，流量达1．4mL／min。

采用静电力驱动质量块产生等效加速度信号实现了微机械加速度计的自检测功能。分析了平板驱动电极的静电驱动力、吸合电压以及稳定驱动位移条件。采用光学测试技术测试了驱动电压和驱动位移的关系,吸合电压,证实了理论分析。利用理论分析公式计算了低驱动电压情况下的驱动位移。结果表明在10～15V的直流驱动电压下能产生等效于1g加速度的输出。

为了实现微机械陀螺的频率匹配和双级解耦,提出了一种全对称双级解耦结构体硅微机械陀螺.该陀螺结构完全对称,容易实现驱动和检测模态谐振频率的匹配,提高系统灵敏度.驱动和检测方向的主要阻尼均为滑膜阻尼,在常压下工作也可以获得较高的品质因子,避免了器件的真空封装.利用4组十字折梁,实现了结构的双级解耦.仿真结果表明,模态之间的耦合系数小于0.17%.采用体硅微机械加工技术制作了样品,关键工艺有硅-玻璃阳极键合和DRIE技术.基于计算机图像技术对微机械陀螺进行了测试,验证了陀螺的解耦功能,在常压条件下测得该陀螺的品质因子为195,灵敏度为8.031 mV/（（°）.s^-1）.

为了提高闭环微加速度传感器的性能,对反馈系统实现更好的控制作用,引入了PID控制器,并建立了闭环系统数学模型,分析了系统的传输函数.利用SIMLINK对该模型进行了仿真分析,结果表明PID控制器很好的改善了系统的阻尼,减小了系统的响应时间和调节时间.通过实验得到阶跃响应波形,证明PID控制的引入可以大大提高系统性能。

依据扩散口/喷嘴理论,设计了具有单向整流特性的无阀微泵.采用硅平面工艺、各向异性腐蚀、削角补偿和静电键合等微机械加工工艺技术,制作了平面尺寸为18 mm×13 mm的无阀微泵.经过测试,当扩散口/喷嘴长度为2.5μm、扩散口/喷嘴的窄口宽度为150μm、腐蚀深度为150μm时,微泵的最大泵压达14.8 kPa,最大流量为558μL/min.

提出了一种新型的基于体硅工艺的双轴加速度传感器,量程为±50gn,采用全对称结构,其电容检测部分采用变面积、差分电容式的梳状电极结构。利用有限元分析软件分析得到本文所设计的双轴加速度传感器微结构整体质量为1.174mg,X、Y轴的灵敏度皆为2.3fF/g,模态分析结果表明,第一和第二模态振型为两敏感方向的振型,且谐振频率分别为2774Hz,2775Hz。经过MEMS加工工艺制作出的芯片尺寸为5260μm×5260μm。经过测试,此双轴加速度传感器的电学灵敏度为33.78mV/g,谐振频率为2.4KHz,带宽可达到1.5KHz。

本文提出了一种基于ICP刻蚀以及静电键合工艺的新型微机械加速度计结构，并通过MATLAB软件对该加速度计系统进行了仿真．这种框架结构可以有效地增大结构静态电容，以便在闭环工作时能产生更大的静电力．它的整体尺寸为2800μm×3000μm×60μm，结构惯性质量为0．14mgn，静态电容为3．618pF，抗过载能力超过5000gn．通过系统仿真，该加速度计的电压灵敏度为90mv／gn，量程为±50gn，系统带宽是10kHz．

介绍了光子相关谱技术（PCS）测量纳米颗粒粒度的基本原理和PCS纳米测量装置的基本组成。因为纳米颗粒散射光所呈现的光谱是由颗粒粒径决定的，所以在纳米颗粒粒度测量中，单一角度测量只能观测到样品的部分情况。为了充分保证检测样品的真实表征及提高信噪比，文中提出了一个将步进电机和光纤联合应用于纳米颗粒粒度测量的设计方案。采用这个方案可以准确和方便地在不同角度上进行纳米颗粒粒度测量，而且有效地提高了信噪比和减小了装置的体积。