《MEMS/GMR集成磁感測器的穩定方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由潘孟春擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：MEMS/GMR集成磁感測器的穩定方法研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：潘孟春
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
MEMS技術是發展高性能微感測器的一條有效途徑。MEMS/GMR集成磁感測器較GMR本身的主要性能指標可提升2-3個量級，但穩定性問題嚴重製約了其實用化。本項目以MEMS/GMR集成磁感測器為對象，深入研究基於軟磁微結構振動的感測器數學模型、能耗機理及其熱作用規律、MEMS驅動結構低能耗設計、局域溫度場梯度平滑以及環境擾動和能耗熱作用的補償控制等內容，重點解決感測器能耗機理、非均勻熱應力分布規律及其對MEMS結構振動的影響等關鍵科學問題，突破集成磁感測器多物理場分析、振幅閉環控制和關鍵結構高精度對準等關鍵技術，揭示集成磁感測器中非均勻熱應力對MEMS驅動結構的影響規律，提出一種定向熱傳導的局域溫度場梯度平滑方法，並最終建立一套較為完善的集成磁感測器穩定性提升新方法，為增強集成磁感測器的實用性提供有力支持，同時也為其他MEMS感測器研究提供重要指導。
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結題摘要
MEMS技術是發展高性能微感測器的一條有效途徑。MEMS/ GMR集成磁感測器較GMR自身的主要性能指標可提升2-3個量級，但穩定性問題嚴重製約了其實用化。本項目針對MEMS/GMR集成磁感測器的穩定性問題，深入研究了基於軟磁微結構振動的感測器數學模型、能耗機理及其熱作用規律、MEMS驅動結構低能耗設計、環境擾動和能耗熱作用的補償控制等內容，解決了感測器能耗機理、熱應力分布規律及其對MEMS結構振動的影響等關鍵科學問題，揭示了集成磁感測器能耗熱作用和環境溫度變化對MEMS壓電振動結構的影響規律，突破了集成磁感測器機-電-熱-磁多物理場耦合分析、基於高精度信號檢測的補償控制和多物性微結構三維高精度組裝等關鍵技術，建立了一套較為完善的集成磁感測器穩定性提升新方法。研究成果既可為增強集成磁感測器實用性提供關鍵理論與技術支持，也可為其他MEMS感測器研究提供重要參考與指導。研製的新型集成磁感測器樣機經國防工業一級弱磁計量站測試，其測量範圍100000nT，分辨力達到0.046nT；發表高水平學術論文13篇，SCI論文7篇，另有一篇論文投稿於磁學主流期刊IEEE. Trans. Mag，在審；申請發明專利10項，已授權5項；培養了中物院參研青年人才2名，博士研究生3名，碩士研究生5名（全部按原方向繼續攻讀博士學位，其中1人赴英國曼徹斯特大學諾貝爾獎團隊聯合培養）；1篇博士論文獲中國儀器儀表學會全國優秀博士學位論文和全軍優秀博士學位論文，1篇博士論文獲湖南省優秀博士學位論文；全國儀器科學與醫學工程博士生論壇（國務院學位辦主辦）一、二等獎各1人；1名成員入選了國家留學基金委“未來科學家”項目首批資助（全國49人之一）。取得的成果超出預期目標。
