基于激波的MEMS微结构底座冲击激励方法研究.pdfVIP

学兔兔 第36卷 第8期 仪 器 仪 表 学 报 V01．36 No．8 2015年8月 Chinese Journal of Scientific Instrument Aug．2015 基于激波的MEMS微结构底座冲击激励方法研究木 余东生 ，杨一柳 ，魏泽飞 ，王晓东 ，王立鼎 (1．渤海大学工学院 锦州 121013；2．渤海大学计算机基础教研部 锦州 121013； 3．大连理T大学机械工程学院 大连 116024) 摘 要：为了能够在较高的温度环境中测试MEMS微结构的机械模态参数，本文提出了一种以高压电容空气放电为手段，以激 波冲击为特征的底座激励方法。阐述了基于激波的底座冲击方法的原理和具体实现方式，并分析了放电电容、回路电阻、回路 电感等参数与激振装置激励能力的关系。设计并研制了可应用在室温环境中的MEMS微结构动态测试装置，并在此基础上研 制了高温环境微结构动态测试系统，系统中使用基于激波的底座冲击激励装置对微结构进行激励，采用激光多普勒测振仪获取 微结构的振动响应信号。分别测试了两种尺寸的单晶硅微悬臂梁在室温～500％温度环境下的动态特性，结果表明微悬梁的谐 振频率随温度的升高而减小，并呈近似线性关系，与其他研究人员的研究结果有很好的一致性，验证了基于激波的底座冲击激 励方法的可行性。 关键词：MEMS动态特性测试；激波；底座激励；微悬臂梁；高温环境 中图分类号：TH825 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：460．4099 Study on the impact base excitation method based on shock wave for MEMS microstructures She Dongsheng ，Yang Yiliu ，Wei Zefei ，Wang Xiaodong。Wang Liding ， ( ．College of Engineering，Bohai University，Jinzhou 121013，China； 2．Research and Teaching Institute of College Computer Science，Bohai University，Jinzhou 121013，China； 3．School of Mechanical Engineering，Dalian University of Technology，Dalian 116024，China) Abstract：To test the mechanical modal parameters of MEMS microstructures under high temperature environment，an impact base excita— tion method is proposed in this paper，which adopts the way of high voltage capacitor air discharge and takes shock wave impact as char— acteristic．The principle and implementation method