動態微機電係統 : 理論與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

何廣平 著

圖書標籤:

• 微機電係統
• MEMS
• 動態係統
• 傳感器
• 執行器
• 建模
• 仿真
• 控製
• 微納技術
• 應用

店鋪： 華文京典專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030343161

商品編碼：29800350893

包裝：平裝

齣版時間：2012-06-01

基本信息

書名：動態微機電係統 : 理論與應用

定價：80元

作者：何廣平

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-06-01

ISBN：9787030343161

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.558kg

編輯推薦

---

　　本書以動態MEMS為主要對象，從功能材料的製備、設計方法、製造工藝與失效模式分析、建模與控製方法以及係統應用的角度，較深入地介紹瞭當前外的一些主要研究成果。本書主要內容取材於作者所在課題組近年來的一些科研成果，同時也對動態MEMS所涵蓋專業領域外的主流前沿技術進行係統歸納，使讀者能在較短時間內對動態MEMS的主要技術領域和前沿研究方嚮有所瞭解，並從中選擇自己感興趣的主題進一步開展研究。本書內容安排力求深入淺齣，引文詳實豐富，適閤作為初涉本領域的研究生教材，也可供具有研究基礎的讀者參。

內容提要

---

　　本書以動態微機電係統（MEMS）為主要對象，介紹其相關的功能材料、設計方法、製造工藝以及控製方法。全書共6章，主要內容包括：動態MEMS主要技術領域的簡況；動態MEMS中常用的功能材料及其製備方法；動態MEMS器件的主要設計方法及其發展現狀；動態MEMS的製造工藝，常見失效模式及其剋服方法；動態MEMS的控製理論基礎、控製技術及其發展現狀、控製實驗方法等方麵的論述；典型動態MEMS係統剖析。《動態微機電係統》可供材料類、機電工程類、自動控製類、儀器科學類等相關專業的高年級本科生和研究生作為教材使用，也可供從事MEMS功能材料、MEMS器件設計、MEMS製造工藝和MEMS控製技術研究的科技人員參。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《流體力學基礎：從宏觀到微觀的尺度探索》 內容簡介： 《流體力學基礎：從宏觀到微觀的尺度探索》一書，旨在為讀者構建一個全麵而深入的流體力學知識體係。本書跳脫齣傳統的單一理論視角，將流體行為的研究從宏觀的日常現象，延伸至微觀尺度下的精妙機製，力求揭示流體運動的普遍規律及其在不同尺度下的獨特錶現。我們相信，理解流體，就是理解我們所處世界的一部分，從波濤洶湧的大海到生命體內的血液循環，從飛機翱翔的空氣動力學到納米技術中的流體控製，流體力學無處不在，其重要性不言而喻。 第一篇：宏觀流體力學——經典理論與工程實踐 本篇將係統梳理流體力學的基本概念與經典理論。我們將從流體的宏觀屬性齣發，例如密度、黏度、壓強等，介紹描述流體狀態的控製方程，包括連續性方程、動量方程（納維-斯托剋斯方程）和能量方程。這些方程是理解流體運動的基礎，本書將對其進行詳細推導和講解，並結閤實際案例，展示它們如何在工程領域得到廣泛應用。 流體性質與描述： 詳細介紹流體的宏觀性質，如牛頓流體與非牛頓流體、可壓縮流體與不可壓縮流體、均勻流與非均勻流等。通過生動的例子，闡釋這些性質對流體行為的影響。 流體靜力學： 深入探討靜止流體中的壓強分布、浮力與阿基米德原理。本書將通過分析船體設計、水壩結構等實際工程問題，說明流體靜力學的應用價值。 流體動力學基礎： 介紹理想流體和黏性流體的概念，以及伯努利方程、動量方程等核心理論。本書將重點分析伯努利方程在飛機翼型設計、管道流量計算等方麵的應用，並對動量方程在衝擊力、噴射流等問題中的作用進行闡述。 相似性原理與量綱分析： 講解雷諾數、馬赫數等無量綱參數的重要性，以及如何利用量綱分析和相似性原理來簡化工程問題，預測流體行為。通過實例，展示如何通過縮尺模型實驗來研究大型工程項目，如風洞實驗、水槽實驗等。 流體邊界層理論： 深入剖析流體邊界層現象，包括層流邊界層和湍流邊界層。本書將介紹邊界層分離、附著等關鍵概念，並探討其在減少阻力、提高效率等方麵的工程意義。 管道內流： 詳細分析管道內流動的阻力損失，包括沿程阻力與局部阻力。本書將介紹達西-韋斯巴赫方程、曼寜公式等，並結閤給水排水係統、石油輸送等實際工程，講解管道設計中的關鍵考慮因素。 外流與內流： 區分外流（如飛機周圍的氣流）與內流（如管道中的流體），並分彆討論其特點和分析方法。重點介紹空氣動力學中的升力與阻力産生機理，以及飛機設計中的相關原則。 流體機械： 介紹流體機械的基本原理，包括泵、風機、水輪機、透平機等。本書將從能量轉換的角度，解析這些機械的工作方式，並討論其在能源、化工、水利等領域的應用。 第二篇：微觀流體力學——尺度效應與新興領域 隨著科學技術的進步，研究的尺度不斷縮小，微觀流體力學應運而生。本篇將聚焦於微小尺度下的流體行為，探討其與宏觀尺度下的顯著差異，並介紹該領域的前沿研究與潛在應用。 微尺度流體的獨特性質： 介紹在微觀尺度下，錶麵張力、黏性力、慣性力等作用的相對重要性會發生變化。例如，在微通道內，錶麵張力效應往往變得顯著，影響流體的流動行為。 界麵現象與相變： 深入研究微小尺度下的界麵現象，如毛細現象、潤濕性等。本書將探討液體在微通道中的蒸發、冷凝等相變過程，以及它們在微流控芯片、生物醫學傳感等領域的應用。 介觀尺度流體輸運： 介紹在介觀尺度（介於分子尺度和宏觀尺度之間）下的流體輸運現象，例如 Knudsen 流、 slip 流等。理解這些現象對於設計微型傳感器、微執行器等至關重要。 顆粒流與多相流： 探討由大量微小顆粒組成的流體（如粉末、懸浮液）的流動特性，以及包含兩種或多種不同相物質（如氣液、液固）的流體行為。本書將介紹氣力輸送、漿體流動、氣泡動力學等。 生物流體力學： 聚焦流體力學在生物體內的應用，例如血液在血管中的流動、氣體在肺部的擴散、微生物的運動等。本書將分析血栓形成、藥物輸送、生物傳感器設計等問題。 微納流控技術： 詳細介紹微流控技術（Microfluidics）的基本原理和應用。本書將探討微流控芯片的設計、製作，以及其在化學分析、基因測序、細胞分離、藥物篩選等領域的突破性進展。 納米尺度流體： 探索在納米尺度下，流體行為可能齣現的更精細的規律。本書將介紹分子動力學模擬、密度泛函理論等研究方法，並展望納米流體在能源儲存、催化反應等領域的應用潛力。 數值模擬與實驗技術： 介紹用於研究微觀流體力學的數值模擬方法，如計算流體動力學（CFD）在微尺度下的應用，以及微觀流體實驗技術，如高分辨率顯微成像、微型傳感器等。 本書特點： 跨尺度思維： 本書最大的特點在於其跨尺度的研究視角，將宏觀與微觀流體力學有機結閤，幫助讀者建立一個完整的流體力學認知框架。 理論與應用並重： 在深入講解理論知識的同時，本書大量引用實際工程和前沿科技中的案例，使讀者能夠深刻理解理論的應用價值。 數學推導嚴謹，語言通俗易懂： 在保證數學推導嚴謹性的基礎上，本書力求用清晰、生動的語言闡述復雜的概念，便於不同背景的讀者理解。 圖文並茂，直觀生動： 大量精美的插圖、圖錶和模型，將幫助讀者更直觀地理解抽象的流體運動過程，提升閱讀體驗。 《流體力學基礎：從宏觀到微觀的尺度探索》不僅是流體力學專業學生的重要參考書，也是工程師、科研人員以及對流體世界充滿好奇的讀者不可多得的讀物。通過本書的學習，您將能夠更深入地理解流體的奧秘，並將其應用於解決現實世界中的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到這本《動態微機電係統：理論與應用》時，並沒有抱有過高的期望，畢竟MEMS領域的技術迭代很快，很多教材可能跟不上最新的進展。但讓我驚喜的是，這本書的理論深度和前沿性都遠超我的想象。它不僅僅講解瞭MEMS的基礎知識，更深入地探討瞭那些驅動著MEMS技術不斷發展的關鍵理論。我特彆關注瞭書中關於MEMS的動力學建模部分，它詳細闡述瞭如何將連續介質力學、電磁場理論與微觀尺度的物理效應相結閤，建立起精確的動力學模型。書中對模型參數的辨識、模型的驗證以及模型的簡化都給齣瞭非常實用的方法和指導。這對於我理解和預測MEMS器件的動態行為至關重要。此外，書中對MEMS係統的集成和封裝技術也進行瞭深入的討論，這部分內容常常被其他書籍所忽略。作者詳細分析瞭不同封裝技術的優缺點，以及如何解決封裝過程中可能齣現的應力集中、熱應力、密封性等問題。這些細節對於MEMS器件的實際應用和商業化生産至關重要。我尤其欣賞書中對MEMS在醫療健康領域的應用案例的介紹，例如微型手術機器人、藥物輸送係統、生物傳感器等。這些案例的引入，讓我看到瞭MEMS技術在改善人類健康方麵的巨大潛力，也為我未來的研究方嚮提供瞭新的靈感。總的來說，這是一本非常全麵、深入且具有前瞻性的MEMS著作，它為我打開瞭通往MEMS前沿領域的大門。

評分☆☆☆☆☆

這本《動態微機電係統：理論與應用》給我帶來的不僅僅是知識的增長，更是一種思維方式的啓迪。在閱讀過程中，我發現書中對MEMS器件的性能優化和可靠性分析部分尤為突齣。作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是深入探討瞭如何通過精細的結構設計、材料選擇以及工藝優化來提升MEMS器件的各項性能指標，例如提高靈敏度、降低功耗、擴大動態範圍等。書中還詳細分析瞭MEMS器件在長期使用過程中可能齣現的各種失效模式，如疲勞、磨損、材料老化等，並提齣瞭相應的預防和改進措施。這對於確保MEMS産品在實際應用中的穩定性和壽命至關重要。我印象深刻的是，書中通過大量的實驗數據和仿真結果，驗證瞭各種優化策略的有效性，這讓我對MEMS器件的設計和製造有瞭更深刻的理解。此外，書中對MEMS在信息通信技術（ICT）領域的應用也進行瞭深入的探討，例如MEMS在射頻開關、濾波器、振蕩器等方麵的應用。這些MEMS器件正在推動著移動通信、無綫網絡等技術的發展，為我們構建更智能、更互聯的世界貢獻力量。總而言之，這本書的內容非常全麵，既有深厚的理論基礎，又有豐富的實踐指導，是一本能夠幫助讀者從理論到實踐全麵掌握MEMS技術的優秀著作。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的齣現，徹底改變瞭我對微機電係統（MEMS）的看法。在翻閱之前，我總覺得MEMS是一個非常小眾、理論性極強的領域，離我的實際工作和生活有點遙遠。然而，這本書用詳實的理論和生動的案例，將MEMS技術描繪成瞭一幅波瀾壯闊的畫捲，讓我看到瞭它在各個行業的核心驅動力。我最先被吸引的是書中關於MEMS的傳感原理部分的講解，比如MEMS麥剋風、MEMS壓力傳感器等。書中不僅解釋瞭這些傳感器是如何將物理量轉化為電信號的，還詳細分析瞭影響其性能的關鍵因素，例如靈敏度、綫性度、遲滯、響應時間等。它還介紹瞭不同類型的MEMS傳感器設計，以及如何根據具體應用需求進行優化。我尤其喜歡書中對MEMS在智能手機、物聯網設備中的應用的闡述，這些我們日常生活中息息相關的産品，背後竟然蘊藏著如此精妙的MEMS技術，這讓我感到非常震撼。書中的另一部分內容——MEMS執行器，同樣讓我印象深刻。它詳細介紹瞭MEMS緻動器的工作原理，如靜電、壓電、熱等，以及它們在微泵、微閥、微鏡等方麵的應用。這些小巧的執行器，正在驅動著許多前沿技術的發展，比如微流體芯片的集成、光學係統的微型化等等。總而言之，這本書不僅僅是枯燥的理論堆砌，而是將抽象的科學原理與豐富的實際應用巧妙地結閤在一起，讓我深刻體會到瞭MEMS技術改變世界的巨大力量。

評分☆☆☆☆☆

這套書就像是給我打開瞭一扇新世界的大門，讓我對微機電係統（MEMS）這個領域有瞭前所未有的深刻認識。在翻閱這本書之前，我對MEMS的理解僅停留在一些零散的概念，知道它涉及到微小的機械和電子器件的結閤，但具體是如何實現的，背後的理論基礎是什麼，以及它在現實世界中究竟能帶來怎樣的革新，我一直感到模糊不清。這本書的齣現，就像一位循循善誘的老師，從最基礎的物理原理講起，比如微觀尺度下的應力、應變、流體動力學特性，以及電、磁、熱等能量的轉換和耦閤。它並沒有迴避那些復雜的數學推導，而是用清晰的邏輯和生動的圖示，將抽象的理論變得觸手可及。我尤其欣賞書中對不同驅動和傳感機製的詳細闡述，無論是壓電效應、靜電驅動，還是熱驅動，亦或是電阻式、電容式、光學式傳感，都進行瞭深入的分析，並且通過具體的模型和仿真結果來驗證理論的有效性。這讓我不僅理解瞭“是什麼”，更理解瞭“為什麼”以及“怎麼樣”。書中還專門闢齣瞭章節討論MEMS器件的設計、製造工藝以及可靠性問題，這對於一個初學者來說至關重要，它讓我瞭解到理論從設計到實際産品的轉化過程中會麵臨哪些挑戰，以及如何剋服這些挑戰。這本書的知識密度非常高，但作者的敘述方式卻非常人性化，不會讓人感到枯燥乏味。我經常會在讀到某個章節時，迴想起自己曾經接觸過的相關技術，然後突然恍然大悟，將零散的知識點串聯起來，形成一個完整的知識體係。總而言之，這是一本能夠真正幫助讀者建立起對MEMS領域紮實理論基礎的優秀著作，它為我未來的學習和研究指明瞭方嚮，也點燃瞭我探索更多未知領域的激情。

評分☆☆☆☆☆

我最近剛剛拜讀完這本關於動態微機電係統（MEMS）的著作，感覺收獲頗豐。首先，這本書的理論基礎非常紮實，對於MEMS器件的物理原理和數學模型進行瞭深入的剖析。我尤其欣賞書中對MEMS器件的能量轉換機製的講解，無論是靜電驅動、壓電驅動還是熱驅動，書中都給齣瞭詳細的理論推導和公式，幫助我理解不同驅動方式的優缺點以及適用場景。書中的圖錶和示意圖也做得非常精良，能夠直觀地展示復雜的物理過程。除瞭理論部分，這本書在MEMS器件的設計與製造工藝方麵也提供瞭寶貴的信息。它詳細介紹瞭光刻、刻蝕、薄膜沉積等微納加工技術，以及如何根據設計需求選擇閤適的工藝流程。書中還討論瞭MEMS器件的封裝技術，以及如何解決封裝過程中可能齣現的挑戰。我之前對MEMS的製造過程一直感到有些神秘，讀完這本書後，我對整個製造流程有瞭更清晰的認識，也為我後續研究MEMS器件的集成和封裝打下瞭堅實的基礎。這本書的另一大亮點是它對MEMS傳感器和執行器的廣泛應用進行瞭深入的探討。從微加速度計、陀螺儀到微流體泵、微閥，書中列舉瞭大量具有代錶性的實例，並分析瞭它們在各個領域的應用前景。這些應用案例的介紹，讓我對MEMS技術的潛力和價值有瞭更深刻的理解，也激發瞭我進一步探索MEMS在更廣泛領域應用的興趣。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，這本書最大的價值在於它對動態微機電係統（MEMS）的理論深度和實踐應用的完美結閤。它不僅僅是理論的羅列，而是通過大量的實例，將抽象的理論具象化，讓我對MEMS的理解上升到瞭一個新的高度。我特彆喜歡書中關於MEMS與光學技術的結閤部分。它詳細介紹瞭MEMS微鏡、MEMS光柵、MEMS可調諧濾波器等器件的工作原理及其在光通信、顯示技術、圖像傳感等領域的應用。書中對MEMS器件的衍射、乾涉、反射等光學特性的分析非常透徹，並且給齣瞭如何通過結構設計來優化光學性能的指導。我曾嘗試按照書中的方法，設計一個簡單的MEMS微反射鏡陣列，並且通過仿真軟件進行瞭模擬，結果發現書中提供的設計思路和參數設置非常有效。此外，本書對MEMS在汽車電子領域的應用也進行瞭詳盡的闡述，例如MEMS壓力傳感器、MEMS加速度計、MEMS陀螺儀等在發動機控製、安全氣囊、車身穩定係統中的應用。這些應用案例的引入，讓我認識到MEMS技術在提高汽車安全性、燃油經濟性和駕駛舒適性方麵的重要作用。總而言之，這本書的內容非常紮實，既有堅實的理論基礎，又有豐富的實踐案例，對於任何想要深入瞭解MEMS技術的人來說，都是一本不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容量非常龐大，而且組織得非常有條理，讓我得以係統地梳理我對動態微機電係統（MEMS）的認知。我一直對MEMS器件的共振特性以及如何利用共振現象來提高器件性能感到好奇。這本書中專門有一章詳細探討瞭MEMS器件的振動模式分析和共振頻率的計算。它不僅講解瞭理論分析方法，還介紹瞭如何通過數值仿真來獲得更精確的共振特性，並且討論瞭如何通過結構設計來調整共振頻率，以滿足特定的應用需求。書中還引用瞭大量的實際案例，比如MEMS諧振器在時鍾、濾波器、傳感器等方麵的應用，這些案例的分析讓我對共振現象在MEMS技術中的重要性有瞭更深刻的理解。此外，本書對MEMS係統的控製策略也進行瞭深入的探討。它介紹瞭如何設計反饋控製器來穩定MEMS器件的工作狀態，如何抑製外部乾擾，以及如何實現MEMS係統的精確控製。這對於那些需要高精度控製的應用場景，比如微驅動器、微定位器等，非常重要。書中還對MEMS在航空航天領域的應用進行瞭詳細的闡述，例如微型傳感器、微型執行器在衛星、導彈等裝備中的應用。這些應用展示瞭MEMS技術在極端環境下的可靠性和高性能，也為我提供瞭更廣闊的視野。總的來說，這本書的內容非常豐富，覆蓋瞭MEMS理論、設計、製造、應用等各個方麵，為我提供瞭一個全麵的學習框架。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，在閱讀這本書之前，我對動態微機電係統（MEMS）的理解僅停留在一些零散的概念層麵，對它的實際應用和發展前景並不十分清晰。然而，這本書的齣現，徹底改變瞭我的看法。它就像一位經驗豐富的嚮導，帶領我深入探索瞭MEMS的奇妙世界。我尤其關注書中關於MEMS在生物醫學領域的應用部分。它詳細介紹瞭MEMS技術如何用於開發微流控芯片、生物傳感器、微型執行器等，這些技術在疾病診斷、藥物研發、個性化醫療等方麵展現齣巨大的潛力。書中通過具體的案例分析，例如微型DNA測序儀、微型細胞分選儀等，讓我深刻體會到瞭MEMS技術在推動生物醫學發展方麵的關鍵作用。此外，書中對MEMS在環境監測和能源領域的應用也進行瞭深入的探討。例如，MEMS氣體傳感器、MEMS能量收集器等。這些技術為我們應對環境汙染、開發可持續能源提供瞭新的解決方案。我之前對MEMS的製造工藝一直感到好奇，這本書中也對MEMS的微納加工技術進行瞭詳細的介紹，包括光刻、刻蝕、薄膜沉積等。作者通過生動的圖示和詳細的解釋，將復雜的製造過程變得易於理解。總的來說，這本書的內容非常豐富，既有紮實的理論基礎，又有豐富的實際應用案例，是一本不可多得的MEMS領域參考書籍。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠超我的預期，它為我提供瞭一個非常係統和全麵的視角來理解動態微機電係統（MEMS）。在閱讀過程中，我發現書中對MEMS器件的建模與仿真部分尤為突齣。作者沒有停留在定性的描述，而是深入淺齣地介紹瞭如何利用有限元分析（FEA）、邊界元法（BEM）等數值計算方法來模擬MEMS器件的力學、電學、熱學行為。我曾嘗試按照書中的方法，使用一些常見的仿真軟件對一個簡單的MEMS緻動器進行建模和仿真，結果發現書中提供的流程和參數設置非常貼閤實際，仿真結果也與理論計算值吻閤得很好。這種理論與實踐相結閤的教學方式，極大地增強瞭我對MEMS器件性能預測和設計優化的信心。書中還專門討論瞭MEMS器件的可靠性問題，包括疲勞、磨損、封裝等，這對於確保MEMS産品在實際應用中的長期穩定運行至關重要。作者通過分析各種失效模式，並提齣相應的預防和改進措施，為我提供瞭一個非常實用的參考框架。除此之外，書中對於MEMS在通信、醫療、汽車等行業的應用案例的介紹也十分詳盡，每一個案例都經過精心挑選，能夠充分展示MEMS技術的創新性和顛覆性。這本書的編寫風格嚴謹而不失可讀性，邏輯清晰，語言精練，非常適閤作為MEMS領域的入門和進階讀物。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書在內容的深度和廣度上都給瞭我極大的驚喜。它不僅僅是一本教科書，更像是一本詳盡的百科全書，涵蓋瞭動態微機電係統（MEMS）的方方麵麵。我特彆關注瞭書中關於慣性傳感器部分的內容，比如加速度計和陀螺儀的設計與應用。書中對不同類型慣性傳感器的結構、工作原理、靈敏度、帶寬以及噪聲性能進行瞭細緻入微的分析。它不僅講解瞭典型的矽基MEMS慣性傳感器，還討論瞭基於微擺、微鏡等結構的更復雜的設計。我印象深刻的是，書中通過大量的公式推導和仿真麯綫，展示瞭如何優化器件的結構參數以達到更好的性能指標，例如如何平衡靈敏度和動態範圍，如何降低溫度漂移和交叉耦閤效應。此外，書中還詳細介紹瞭MEMS慣性傳感器在導航、姿態控製、生物力學等領域的實際應用案例，這些案例的引入，讓那些原本有些抽象的理論知識變得鮮活起來，讓我看到瞭MEMS技術在實際生活中巨大的價值和潛力。我也很喜歡書中對微流控芯片的部分的探討，它不僅介紹瞭微流控通道的設計和製造，還深入講解瞭微泵、微閥等核心組件的工作原理，以及它們在生物醫學檢測、化學分析等領域的應用。總的來說，這本書的內容非常紮實，既有堅實的理論基礎，又有豐富的實踐案例，對於任何想要深入瞭解MEMS技術的人來說，都是一本不可多得的寶藏。