中文摘要：

本项目研制一种基于昆虫毛状感触器的硅微机械谐振式微型仿生传感器,长薄Si平板模拟昆虫刚毛感触器，硅谐振梁或者富硅氮化硅谐振子模拟神经元以测量低速气体流动。为提高灵敏度，提出一种有效的微型杠杆结构，设计了电磁激励和静电激励两种形式的硅谐振式仿生气流传感器，并进行了理论分析和仿真建模。分析了昆虫毛状感触器和这种微型传感器的工作机理，考虑固体场与流体场的相互作用采用ANSYS的多场耦合模型进行有限元模拟分析，探讨该传感器的线性工作范围并优化传感器的结构参数。突破了低应力氮化硅薄膜制备、高质量湿法腐蚀等关键技术，采用MEMS工艺制作出微气流传感器芯片，并实现低应力高可靠性的封装。分析了闭环自激、相敏检测理论及传感器信号特征，研制出高精度闭环控制及微弱信号检测系统，完成谐振式微气流传感器的性能测试，在0～1SLM满量程下，传感器灵敏度可达280~500Hz/SLM，分辨率可达0.5%。