MEMS（Micro Electro Mechanical System,微机电系统）同振型仿生矢量水听器采用MEMS二维仿生矢量水听器和标准声压水听器一体化封装,保证了通道间的严格正交,海试环境下性能测试具有＂8＂字形余弦指向性和较高的灵敏度。在性能测试的基础上对水听器的定向能力进行了实验研究,实验结果表明：同振型矢量水听器能够实现声目标定向（定向误差小于3°）和运动目标的航迹跟踪,为后续的工程化应用打下了基础。

针对MEMS仿鱼侧线矢量水听器提出三种封装结构，即采用聚氨酯材料制成的透声帽封装结构，透声帽内衬笼状支撑体的封装结构，透声帽内衬瓣状支撑体的封装结构。采用ANSYS有限元建立三维封装模型并进行模态仿真，得出其固有频率分别为875Hz、2926Hz、3006Hz。采用Virtual．lab acoustic进行声衰减仿真并通过试验验证最终得出：内衬支撑体的封装结构，其有效带宽响应比无支撑体的透声帽封装结构宽2．2kHz左右，同时，实验表明瓣状支撑体的收缩瓣状部分具有聚能效应，这种封装结构的水听器灵敏度比其他两种封装结构在相同频率点处高8dB～12dB。

针对MEMS仿生矢量水听器灵敏度和频带相互制约，不能同时满足宽频带高灵敏度测量的问题，在单个MEMS矢量水听器的基础上，设计了由四个单元构成的2×2单片集成微敏感结构阵列，实现了水听器的高灵敏度和宽频带。通过理论分析和ANSYS仿真分析，确定阵列微结构的尺寸，采用硅微机械加工工艺完成了阵列微结构的加工，最后在水声一级计量站对封装好的水听器进行了灵敏度和指向性校准测试。测试结果表明：该阵列式仿生矢量水听器未加前置放大时灵敏度达到-189dB，频响范围20～5000HZ，具有良好的“8”字型指向性。

针对一种纤毛式微机械电子（MEMS）矢量水听器的工作原理进行分析,通过分析得出该矢量微传感器的定位误差主要来源于纤毛柱体的偏差。通过有限元仿真分析得出纤毛柱体的偏差对矢量水听器在两个方向上的灵敏度有较大影响,理论计算出在纤毛偏移下2个轴向灵敏度度误差为9.74%。对水听器结构进行轴向灵敏度测试,测出x向灵敏度为0.683mV/g（其中g为重力加速度）,y向灵敏度为0.755mV/g,两个方向上灵敏度相对误差为9.5%,与仿真结果接近。

在MEMS矢量水听器现有结构的基础上,设计出一种新型弹簧减震结构,期望利用该结构提高水听器抗噪能力。根据Ansys有限元仿真,确定出该弹簧的几何尺寸、劲度系数（k≈5 N/m）及弹簧的所在位置——弹簧设置为内外圈相互垂直的两对。仿真结果表明,该减震结构抑制流噪声能力可提高3倍以上,同时几乎不影响水听器的接收灵敏度。该芯片级弹簧减震结构具有一次集成、一致性好、易于组阵、工程应用方便等特点。

受鱼类侧线结构的启发，设计了一种双T型结构的MEMS芯片。对该结构的核心元件T型梁进行最大应力与谐振频率分析，确定梁参数和压敏电阻的位置及其大小、尺寸。通过信号提取电路，对接收到的微弱电压变化信号值放大滤波后进行回波测距实验。测试结果得出：所设计的水听器可对水下障碍物进行距离探测，并实时LCD显示。

针对目前矢量水声传感器存在的高灵敏度、低频检测以及小型化等问题，提出了一种新型的硅微MEMS矢量水声传感器。利用敏感材料的压阻效应、传感器精巧的微结构以及硅微MEMS技术，实现矢量水声传感器的低频特性和小型化的可行性。以声场中的刚硬圆柱在声波作用下的声散射问题作为切入点，对传感器的同振原理进行分析，并基于该机理以及传感器的特殊结构，提出采用注入蓖麻油的方法实现微结构的柱体与所处介质质点同振。分别采用振动台标定和驻波场测量的方法完成了传感器的灵敏度、频响以及指向性的测试，最后对2种测试结果进行了分析和比较。研究结果表明：所研制的水声传感器具有较低的工作频率，其水下自由场声压灵敏度值为-207．6dB（0 dB=1V／μPa，测试频率为200Hz），指向性网的零点深度为50．9dB。

介绍了一种新型的基于压阻效应的硅微仿生矢量水听器,详细叙述了该矢量水听器的结构设计方法,利用有限元软件ANSYS对矢量水听器结构进行了模态分析,采用振动台标定与低频校准装置测试相结合的方法对水听器进行测试,并给出了检测单元的加速度频响特性曲线和声压灵敏度曲线,以及矢量水听器在水下测试的接收灵敏度曲线和指向性图的测试结果。通过此实验方法,不仅验证了该矢量水听器设计的合理性,而且验证了它适用于低频检测,应用于水声探测具有一定的可行性。实验证明,该矢量水听器的接收灵敏度在500Hz时达到-189.6dB（0dB=1V/μPa）,并具有良好的“8”字形的指向性。

介绍了一种基于拉曼光谱频移来实现微结构应力测试的方法.利用该方法,实现了怂标准体硅腐蚀工艺形成的八梁支撑的微悬臂梁中应力分布的测试.测试结果表明EPW体硅腐蚀形成的梁-质量块系统中梁与质量块上存在40～160MPa的张应力,微梁上的残余张应力平均达到100MPa;对微结构上的不同位置,边缘的残余应力普遍要比中心位置的大一些.

针对室内空气污染源的多样性与传统气体检测器检测种类的单一性的矛盾,设计了一种能够同时检测多种气体的新型便携式光离子化气体检测仪。该检测仪采用了MEMS结构的离子化室和混合信号级微处理器C8051F040,减小了仪器体积,降低了仪器功耗。利用单片机控制电流跨导增益的方法,实现了仪器的双量程数据采集功能,保证了仪器在两个量程的测量时均具有较好的检测精度。该仪器适用范围广,自动化程度高,实际应用效果良好。