本文關(guān)鍵詞：差分型MEMS矢量水聽(tīng)器的研制

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【摘要】：針對(duì)傳統(tǒng)矢量水聽(tīng)器在實(shí)際應(yīng)用中需要輔助彈性懸掛,不便于工程應(yīng)用的問(wèn)題,設(shè)計(jì)、制造了一種可剛性固定的差分型MEMS矢量水聽(tīng)器,搭建平臺(tái)對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。首先介紹了矢量水聽(tīng)器的研究背景和意義,總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于矢量水聽(tīng)器的研究和進(jìn)展,分析了現(xiàn)有矢量水聽(tīng)器的不足。其次結(jié)合水聲傳播原理及水聽(tīng)器的應(yīng)用環(huán)境,設(shè)計(jì)了一種具有低加速度靈敏度的差分型MEMS矢量水聽(tīng)器,通過(guò)有限元仿真對(duì)設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行了簡(jiǎn)單的驗(yàn)證。其次創(chuàng)建了MEMS矢量水聽(tīng)器敏感微結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)模型,建立有限元靜力學(xué)分析模型,對(duì)理論推導(dǎo)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。其次在靜力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出敏感微結(jié)構(gòu)在水中一階固有頻率的簡(jiǎn)化計(jì)算公式,通過(guò)有限元仿真對(duì)以上結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。再次結(jié)合外協(xié)單位的工藝加工技術(shù),設(shè)計(jì)水聽(tīng)器十字支撐結(jié)構(gòu)的MEMS版圖,制定工藝流程,完成了MEMS支撐結(jié)構(gòu)的加工。設(shè)計(jì)了敏感微結(jié)構(gòu)的封裝方案,完成了芯片封裝及纖毛二次集成,制作出差分型MEMS矢量水聽(tīng)器的模型樣機(jī)。最后搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)水聽(tīng)器樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)表明該種差分型MEMS矢量水聽(tīng)器在500Hz時(shí)聲壓靈敏度為-185dB(0d B參考值1V/μPa),加速度靈敏度為-58dB(0d B參考值1V/g),基本滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB565.1

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