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惯性MEMS器件原理与实践

作者: [德] 沃克尔·肯普（Volker Kempe）著 , 张新国译

出版社: 国防工业出版社

出版时间: 2016-05

版次: 1

ISBN: 9787118108873

定价: 128.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 410页

字数: 520千字

正文语种: 简体中文

分类: 工程技术

21人买过

　　《惯性MEMS器件原理与实践》从实践角度对基于MEMS惯性传感器的设计、制造以及测试进行系统全面的介绍，其广泛、严谨的内容能够指导读者分析应用需求以及将其转化为实用型的设计，以避免潜在的设计错误，节约设计时间。
　　通过阅读《惯性MEMS器件原理与实践》能很快掌握相关的基础知识，包括MEMS技术、封装、动力学、力学以及换能器技术等。另外，还可对不同实现方案及构建设计有一全面的了解，同时对测试和标校的关键也有总体的认识。
　　《惯性MEMS器件原理与实践》针对实现可用性传感器中实际遇到的问题，通过独到的视角对目前惯性MEMS领域进行介绍，是从事相关工作的专业工程师、主管以及应用工程师理想的专业资源，同时也为希望全面了解这个领域的学生提供参考。　　沃克尔·肯普（Volker Kempe），在院校和工业领域有着超过40年的研究与开发经验。他领导奥地利Mikro SYSTEMS公司的微电子工程部10余年。在2003年，作为Sensor Dynamics AG的联合创始人之一，担任该公司的副总裁。目前他致力于功能扩展、技术提升以及MEMS惯性传感器的应用等方面的工作。第1章绪论
1．1 MEMS时期之前的概况
1．2 应用与市场
1．3 惯性MEMS器件的组成
参考文献

第2章换能器
2．1 各向异性材料特性、张量和旋度
2．1．1 应力、应变与压阻效应
2．1．2 坐标系旋转
2．2 压阻式换能器
2．2．1 压电电阻器
2．2．2 硅压阻式传感器
2．2．3 多晶硅的压电电阻
2．3 压电换能器
2．3．1 压电效应
2．3．2 压电方程
2．4 电容式换能器
2．4．1 静电力
2．4．2 平行板式电容
2．4．3 倾斜板式电容
2．4．4 梳齿电容
2．4．5 悬浮
参考文献

第3章非惯性力
3．1 弹簧
3．1．1 粱
3．1．2 刚度矩阵
3．1．3 梁的弯曲方程
3．1．4 悬臂梁
3．1．5 扭力弹簧
3．1．6 应力集中
3．1．7 支承
3．2 阻尼力
3．2．1 流体流动模型
3．2．2 滑膜阻尼
3．2．3 压模阻尼
3．2．4 阻力
3．2．5 自由分子流
3．2．6 结构阻尼
参考文献

第4章 MEMS工艺
4．1 惯性MEMS器件微加工技术
4．1．1 基础微电子工艺制造步骤
4．1．2 刻蚀
4．1．3 干法刻蚀
4．2 晶圆键合
4．2．1 零级封装和晶圆键合
4．2．2 晶圆键合工艺
4．3 工艺集成
4．3．1 体工艺
4．3．2 表面工艺
4．3．3 SOIMEMS工艺
4．3．4 CMOS-MEMS
参考文献

第5章一级封装
5．1 一级封装壳体
5．2 一级封装技术
5．2．1 划片和裂片
5．2．2 粘片
5．2．3 电气连接
5．2．4 包封
参考文献

第6章电路接口
6．1 检测电路-组成模块
6．1．1 MOS晶体管
6．1．2 运算和跨导放大器
6．2 传感器接口
6．2．1 电阻式接口
6．2．2 压电式接口
6．2．3 容式接口
6．3 数据转换器
6．3．1 采样和保持
6．3．2 幅值的单采样转换
6．3．3 时域转换
参考文献

第7章加速度计
7．1 测量对象
7．2 弹簧-质量块系统
7．2．1 传递函数
7．2．2 加速度计非理想因素
7．2．3 加速度计反馈控制
7．2．4 非线性力矩器反馈控制
7．3 谐振加速度计
7．3．1 谐振梁
7．3．2 谐振加速度计系统
7．4 梁式加速度计
7．4．1 梁动力学
7．4．2 模型建立
7．5 几种其他类型加速度计原理
7．5．1 隧道加速度计
7．5．2 对流和起泡式加速度计
7．6 从单轴到六轴加速度计
7．6．1 单轴加速度计
7．6．2 2D和3D加速度计
7．6．3 6D加速度计
参考文献

第8章陀螺仪
8．1 基本理论
8．2 陀螺运动学
8．2．1 载体的转动及角速度
8．2．2 非惯性系统中体的旋转
8．2．3 角动量理论
8．2．4 动量方程
8．2．5 小角度近似
8．3 陀螺的性能
8．4 速率积分陀螺
8．4．1 二自由度陀螺
8．4．2 角度陀螺原理
8．4．3 非理想模型
8．4．4 角度陀螺中的非理想性
8．4．5 陀螺控制
8．5 角速率陀螺
8．5．1 系统架构
8．5．2 谐振检测
8．5．3 非谐振检测
8．5．4 噪声
8．5．5 零角速率输出
8．5．6 偏置稳定性
8．5．7 加速度抑制及音叉
8．5．8 驱动运动控制及弹性梁非线性
8．6 陀螺结构
8．6．1 模态解耦结构
8．6．2 z轴陀螺
8．6．3 面内敏感陀螺
8．6．4 扭摆陀螺
8．7 非平面式MEMS陀螺
8．7．1 梁式陀螺
8．7．2 石英音叉
8．7．3 环式陀螺
8．7．4 体声波陀螺
8．8 多轴陀螺及6轴IMU设计思路
8．8．1 单质量块多自由度惯性传感器
8．8．2 双轴陀螺
8．8．3 三轴陀螺
参考文献

第9章测试与标定
参考文献

结束语
参考文献
中英文对照表
内容简介:
　　《惯性MEMS器件原理与实践》从实践角度对基于MEMS惯性传感器的设计、制造以及测试进行系统全面的介绍，其广泛、严谨的内容能够指导读者分析应用需求以及将其转化为实用型的设计，以避免潜在的设计错误，节约设计时间。
　　通过阅读《惯性MEMS器件原理与实践》能很快掌握相关的基础知识，包括MEMS技术、封装、动力学、力学以及换能器技术等。另外，还可对不同实现方案及构建设计有一全面的了解，同时对测试和标校的关键也有总体的认识。
　　《惯性MEMS器件原理与实践》针对实现可用性传感器中实际遇到的问题，通过独到的视角对目前惯性MEMS领域进行介绍，是从事相关工作的专业工程师、主管以及应用工程师理想的专业资源，同时也为希望全面了解这个领域的学生提供参考。
作者简介:
　　沃克尔·肯普（Volker Kempe），在院校和工业领域有着超过40年的研究与开发经验。他领导奥地利Mikro SYSTEMS公司的微电子工程部10余年。在2003年，作为Sensor Dynamics AG的联合创始人之一，担任该公司的副总裁。目前他致力于功能扩展、技术提升以及MEMS惯性传感器的应用等方面的工作。
目录:
第1章绪论
1．1 MEMS时期之前的概况
1．2 应用与市场
1．3 惯性MEMS器件的组成
参考文献

第2章换能器
2．1 各向异性材料特性、张量和旋度
2．1．1 应力、应变与压阻效应
2．1．2 坐标系旋转
2．2 压阻式换能器
2．2．1 压电电阻器
2．2．2 硅压阻式传感器
2．2．3 多晶硅的压电电阻
2．3 压电换能器
2．3．1 压电效应
2．3．2 压电方程
2．4 电容式换能器
2．4．1 静电力
2．4．2 平行板式电容
2．4．3 倾斜板式电容
2．4．4 梳齿电容
2．4．5 悬浮
参考文献

第3章非惯性力
3．1 弹簧
3．1．1 粱
3．1．2 刚度矩阵
3．1．3 梁的弯曲方程
3．1．4 悬臂梁
3．1．5 扭力弹簧
3．1．6 应力集中
3．1．7 支承
3．2 阻尼力
3．2．1 流体流动模型
3．2．2 滑膜阻尼
3．2．3 压模阻尼
3．2．4 阻力
3．2．5 自由分子流
3．2．6 结构阻尼
参考文献

第4章 MEMS工艺
4．1 惯性MEMS器件微加工技术
4．1．1 基础微电子工艺制造步骤
4．1．2 刻蚀
4．1．3 干法刻蚀
4．2 晶圆键合
4．2．1 零级封装和晶圆键合
4．2．2 晶圆键合工艺
4．3 工艺集成
4．3．1 体工艺
4．3．2 表面工艺
4．3．3 SOIMEMS工艺
4．3．4 CMOS-MEMS
参考文献

第5章一级封装
5．1 一级封装壳体
5．2 一级封装技术
5．2．1 划片和裂片
5．2．2 粘片
5．2．3 电气连接
5．2．4 包封
参考文献

第6章电路接口
6．1 检测电路-组成模块
6．1．1 MOS晶体管
6．1．2 运算和跨导放大器
6．2 传感器接口
6．2．1 电阻式接口
6．2．2 压电式接口
6．2．3 容式接口
6．3 数据转换器
6．3．1 采样和保持
6．3．2 幅值的单采样转换
6．3．3 时域转换
参考文献

第7章加速度计
7．1 测量对象
7．2 弹簧-质量块系统
7．2．1 传递函数
7．2．2 加速度计非理想因素
7．2．3 加速度计反馈控制
7．2．4 非线性力矩器反馈控制
7．3 谐振加速度计
7．3．1 谐振梁
7．3．2 谐振加速度计系统
7．4 梁式加速度计
7．4．1 梁动力学
7．4．2 模型建立
7．5 几种其他类型加速度计原理
7．5．1 隧道加速度计
7．5．2 对流和起泡式加速度计
7．6 从单轴到六轴加速度计
7．6．1 单轴加速度计
7．6．2 2D和3D加速度计
7．6．3 6D加速度计
参考文献

第8章陀螺仪
8．1 基本理论
8．2 陀螺运动学
8．2．1 载体的转动及角速度
8．2．2 非惯性系统中体的旋转
8．2．3 角动量理论
8．2．4 动量方程
8．2．5 小角度近似
8．3 陀螺的性能
8．4 速率积分陀螺
8．4．1 二自由度陀螺
8．4．2 角度陀螺原理
8．4．3 非理想模型
8．4．4 角度陀螺中的非理想性
8．4．5 陀螺控制
8．5 角速率陀螺
8．5．1 系统架构
8．5．2 谐振检测
8．5．3 非谐振检测
8．5．4 噪声
8．5．5 零角速率输出
8．5．6 偏置稳定性
8．5．7 加速度抑制及音叉
8．5．8 驱动运动控制及弹性梁非线性
8．6 陀螺结构
8．6．1 模态解耦结构
8．6．2 z轴陀螺
8．6．3 面内敏感陀螺
8．6．4 扭摆陀螺
8．7 非平面式MEMS陀螺
8．7．1 梁式陀螺
8．7．2 石英音叉
8．7．3 环式陀螺
8．7．4 体声波陀螺
8．8 多轴陀螺及6轴IMU设计思路
8．8．1 单质量块多自由度惯性传感器
8．8．2 双轴陀螺
8．8．3 三轴陀螺
参考文献

第9章测试与标定
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