张雨燕[1]2000年在《微结构热电偶波功率计设计与制造》文中研究表明微电子机械系统(MEMS)近年来发展很快。其设计与制造和通常半导体技术有相似也有不同。本文利用微结构型微波功率传感器的设计和制造具体说明了这种差异。 功率测量已成为电磁测量的重要部分。采用半导体技术和微梁结构的热电偶功率计克服了熔断功率低和频率范围窄的限制。在半导体热电偶中具有低电阻温度系数的Ta和高热电功率塞贝克系数的 Si选作热偶材料。微波功率耗散在 Ta上加热热结，使热结的温度高于冷结的温度，从而在热偶上产生一直流电压。热结和冷结间的温度差和直流电压正比于耗散的功率，如果热偶工作电阻与同轴传输系统电阻匹配适当，该功率等于被测源的功率。 芯片利用 MEMS技术研制。该器件灵敏度可达 1.1mV／mW，测量功率范围从 10 μW到 100mw，频率范围从直流到 18GHz。
者文明[2]2002年在《微梁结构热偶微波功率传感器芯片的设计与制作》文中研究指明微波功率测量已成为电磁测量的重要部分。随着经济的发展，科技的进步，微波功率计已被广泛用于测量发射机/接收机的输出/输入功率，信号源的输出，以及振荡器的输出等。在国防、通讯、科研等领域有着广泛的用途。微波功率传感器是微波功率计探头中的核心元件，在该领域国内外已有大量的研究，但利用MEMS技术研制的微结构微波功率传感器至今还很少，本文主要介绍了一种用MEMS技术研制的微梁结构热偶微波功率传感器芯片的设计和制作工艺。 测量微波功率最常用的方法是“热”方法，即把微波能量转换成热能。微梁结构热偶微波功率传感器芯片就是利用热偶的塞贝克效应设计的，芯片选择具有低电阻温度系数的Ta2N和具有高热电系数的半导体单晶Si作为热偶材料。微波功率耗散在Ta2N电阻上转变成热能使热结温度高于冷结，这样冷热结两端就产生一个热电势，通过测量该热电势即可实现微波功率测量。热偶冷热结之间的温度差和热电势均正比于耗散在Ta2N电阻上的微波功率，如果热偶的工作电阻与同轴传输系统电阻匹配适当，该功率就等于被测源的功率。 芯片利用半导体工艺和MEMS工艺制作。工艺步骤复杂且难度大，经过大量的重复实验，最后每步工艺均能实现重复，且芯片外形美观。芯片灵敏度可达1.1mV/mW，频率范围从直流到18GHz，功率测量范围从10μW到100mW。
杨宏亮[3]2004年在《淀粉餐具生产线关键问题研究》文中指出合理的模具结构和高效的加热方式是保证淀粉餐具生产线产品质量、运行效果和运营成本的关键因素。本文以LW501淀粉餐具自动生产线为研究对象,探讨了以微波作为淀粉餐具生产线加热热源所要解决的若干关键技术,以及应用ANSYS软件对煤气加热生产线的关键部件模具结构进行有限元分析和结构优化设计。本文分析了微波加热技术的特点和国内外应用现状,结合环保餐具生产线的要求,确定了微波加热系统的技术方案,并对微波加热系统的主要组成部件进行了详细分析和计算。在对微波加热器进行微波加热实验的基础上,给出了加热器内部的实际场强分布规律。针对微波反应器固有的场强分布不均匀性提出了几种改进措施。模具模架在淀粉餐具生产线中是一个非常关键的部件,要求模具除了传热性能好、刚度高以满足生产工艺要求外,还要求结构简单、体积小、重量轻、制造成本低和加热能耗少。本文运用ANSYS软件对模架结构进行有限元分析得到了模架的变形结果。由于模架各部位的变形差异较大,存在材料分布不合理的情况。作者在研究优化设计理论的基础上,运用ANSYS软件的优化设计模块对模架分别进行了尺寸优化和拓扑优化。进行尺寸优化设计时,分别进行了以最小变形量和最小重量为目标函数的两次优化设计。在保持模架结构形式和重量不变的情况下得到一个刚度最大的结构;在保持模架变形量不变的情况下得到了一个最轻巧的结构。优化结果与原始设计比较有很大的改进。通过对模架结构进行拓扑优化,得到了材料的分布趋势并由此提出了两种改进结构,最后通过有限元分析验证了改进结构可以使模架获得更好的刚度。
参考文献：
[1]. 微结构热电偶波功率计设计与制造[D]. 张雨燕. 中国科学院电子学研究所. 2000
[2]. 微梁结构热偶微波功率传感器芯片的设计与制作[D]. 者文明. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2002
[3]. 淀粉餐具生产线关键问题研究[D]. 杨宏亮. 华中科技大学. 2004