公开(公告)号：CN109283403A

公开(公告)日：2019-01-29

申请号：CN201811346215.3

申请日：2018-11-13

Applicant: 东南大学

Inventor： 张滕远 ,  周再发 ,  黄庆安

IPC: G01R29/22

CPC classification number: G01R29/22

Abstract: 本发明涉及微机电系统材料参数在线测试技术领域，提出基于多层悬臂梁的薄膜材料横向压电系数测试模型及方法。测试模型由三个中间层和顶层宽度组合非线性相关的悬臂梁构成。三个悬臂梁的底层、中间层和顶层的材料和厚度分别完全相同，长度也相同。测试方法是先测得悬臂梁的一阶谐振频率，再基于谐振频率法对各悬臂梁的各层材料杨氏模量进行提取，然后基于逆压电效应法测量任意一个悬臂梁的尖端位移，最后基于能量法解析得到该悬臂梁中间层所用薄膜材料的横向压电系数d31。本发明提出的测试模型简单，其加工过程可与MEMS同步，没有特殊加工要求。测试方法求解复杂度低、计算量少，且易于操作，测试过程具备可重复性、稳定性和高效率，符合在线测试要求。

公开(公告)号：CN110375908A

公开(公告)日：2019-10-25

申请号：CN201910589341.X

申请日：2019-07-02

Applicant: 东南大学

Inventor： 周再发 ,  孟木子 ,  张滕远 ,  黄庆安

IPC: G01L5/00 ,  G01N19/00

Abstract: 本发明提出了基于牛顿下山法的多层固支梁材料的力学参数提取方法，通过计算机辅助设计的算法来测试或分析材料，属于测量、测试以及计算、推算、计数的技术领域。为了简单而不失准确地反映问题，本发明采用Euler–Bernoulli梁为模型进行建模，提取的对象是不等宽多晶硅-金双层固支梁模型，使用双层固支梁作为测试结构，利用多层微机械梁谐振模型对多层薄膜材料杨氏模量和残余应力进行提取，解决平直情况下的杨氏模量和残余应力的提取，采用牛顿下山法改进牛顿法的收敛性，改进牛顿下山法的迭代精度，扩大了初值的选取范围，获得更快的迭代速度，减小算法的时间复杂度和空间复杂度。

公开(公告)号：CN109283403B

公开(公告)日：2020-12-01

申请号：CN201811346215.3

申请日：2018-11-13

Applicant: 东南大学

Inventor： 张滕远 ,  周再发 ,  黄庆安

IPC: G01R29/22

Abstract: 本发明涉及微机电系统材料参数在线测试技术领域，提出基于多层悬臂梁的薄膜材料横向压电系数测试模型及方法。测试模型由三个中间层和顶层宽度组合非线性相关的悬臂梁构成。三个悬臂梁的底层、中间层和顶层的材料和厚度分别完全相同，长度也相同。测试方法是先测得悬臂梁的一阶谐振频率，再基于谐振频率法对各悬臂梁的各层材料杨氏模量进行提取，然后基于逆压电效应法测量任意一个悬臂梁的尖端位移，最后基于能量法解析得到该悬臂梁中间层所用薄膜材料的横向压电系数d31。本发明提出的测试模型简单，其加工过程可与MEMS同步，没有特殊加工要求。测试方法求解复杂度低、计算量少，且易于操作，测试过程具备可重复性、稳定性和高效率，符合在线测试要求。

公开(公告)号：CN110376122A

公开(公告)日：2019-10-25

申请号：CN201910589335.4

申请日：2019-07-02

Applicant: 东南大学

Inventor： 孟木子 ,  周再发 ,  张滕远 ,  黄庆安

IPC: G01N19/00

Abstract: 本发明公开了基于牛顿下山法的多层悬臂梁材料的薄膜杨氏模量提取方法，借助于多层悬臂梁材料的物理性质并通过计算机辅助设计的算法来测试或分析材料，属于测量、测试以及计算、推算、计数的技术领域。本发明提取的对象是不等宽多晶硅-金双层悬臂梁模型，使用多层悬臂梁作为测试结构，利用多层微机械梁谐振模型提取多层薄膜材料的杨氏模量，为了扩大初值的选取范围并改善传统牛顿迭代法局部收敛的缺陷，采用牛顿下山法改进牛顿法的收敛性，并对牛顿下山法的迭代精度做出改进，获得更快的迭代速度，减小算法的时间复杂度和空间复杂度，使得计算结果具备很高的收敛性，具有测试结构简单、计算方法效率高且鲁棒性较高的特点。