资源描述：
《纳米精度mems平面运动测量技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、纳米精度MEMS平面运动测量技术第41卷第4期2008年4月天津大学JournalofTianjinUniversityVnI.41No.4Apr.2008纳米精度MEMS平面运动测量技术高思田,陈治,胡晓东,(天津大学精密测试技术及仪器国家重傅星,胡小唐实验室,天津300072)摘要:为实现MEMS谐振器在周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数的纳米精度测量,提出了一种基于块匹配的最优根值亚像素运动估计测量方法.该方法在双线性插值细分技术基础上,将物体亚像素位移的定位转换为求解方程的最优根值的方式,通过最小均方差法获得物体运动位移的纳米级分辨力测量结
2、果该算法避免了传统算法中由于迭代所引起的大量运算.利用该算法对MEMS器件的运动历程做分析,得到特定驱动频率下MEMS器件的幅度一相位曲线实验结果表明,采用该方法得到的平面位移测量分辨力为5nm关键词:MEMS谐振器;动态特性;块匹配;亚像素中图分类号:TH16l,13;TP751文献标志码:A文章编号:0493—2137(2008)04—0423—06ANovelNanoscaleMeasurementTechniqueofMEMSIn—PlaneMotionGAOSi—tian,CHENZhi,HUXiao—dong,FUXing,HUXiao—tang(S
3、tateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Inordertorealizenanoscalemeasurementofdynamicparametersofmicro—electro—mechanicalsystem(MEMS)resonatorandgetmotioncharacteristicsineverymoment,asub—pixelmotionestimationmeasur
4、ementmethodofoptimumrootvaluewasproposedbasedonblockmatching.Accordingtobilinearinterpolationsubdivisiontechnology,sub—pixeldisplacementpositioningofobjectwasmeasuredthroughcalculatingoptimumrootsofequation,Nanoscaleresolutionofdisplacementwasobtainedusingtheleastmeansquareerrormetho
5、d.Therefore,alargenumberofcalculationscausedbyiterationintraditionalalgorithmwereavoided.ThemotioncourseofMEMSresonatorwasanalyzedbytheproposedmethod,andtheamplitude—phasecurveofMEMSresonatorwasgotinspecialdriving~equency.Experimentalresultsindicatethattheresolutionofplanardisplaceme
6、ntis5nmbyusingthepro—posedmethod.Keywords:micro—electro—mechanicalsystem(MEMS)resonator;dynamiccharacteristic;blockmatching;sub—pixel微电子机械系统(micro.electro.mechanicalsys.tern,MEMS)是在微电子技术的基础上发展起来的,融合微电子技术和精密机械加工等多种微加工技术,并应用现代信息技术构成的微型系统….由于MEMS的动态特性决定了MEMS器件的基本性能,所以MEMS微结构j维微运动情况,材料厂禹
7、l生及机械力学参数,MEMS可靠性与器件失效模式,失效机收稿日期基金项目作者简介通讯作者理等关键问题均可通过MEMS运动测试技术加以解决.同时,通过动态测试技术,还可以研究一系列相关的基础理论问题.因此,MEMS运动测试技术得到国外许多MEMS研究机构的高度重视L2】,国内也研制了微型机械运动参数测试仪J.计算机视觉技术是MEMS微结构测试中最有前景的测量方法和手段之一l6】.其中,基于块匹配的计2007—08—26;修回日期:2008一叭一O2.国家863基金资助项目(2006AA04Z327);国家自然科学基金资助项目(50505031);新世纪优秀人才支持
8、计划资助项目高思田(19
