近日,2025年中国大学生机械工程创新创意大赛——第六届“明石杯”微纳传感技术与智能应用赛全国总决赛在山东烟台圆满落幕。由我校王凌云老师指导,钱显威、唐蓝天、倪浩扬、陈梦雪、周雄等研究生组成的参赛团队,凭借作品《五轴共形制造宽域低温敏双轴高温薄膜应变计》脱颖而出,荣获全国二等奖。由王凌云老师指导,刘辉、程至印、李炜鹏、欧阳诗烨、王赣等研究生组成的参赛团队,凭借作品《十万分级MEMS高精度谐振压力传感器》脱颖而出,荣获全国二等奖。
作品《五轴共形制造宽域低温敏双轴高温薄膜应变计》聚焦航空航天、核能装备等极端环境下的结构健康监测难题,创新开发出基于直接墨水写入(DIW)技术的高性能铂薄膜应变计。团队通过优化1300℃高温烧结工艺,实现了玻璃相演变与孔隙率的精准平衡,使传感器在25–1300℃的极宽温域内,以及0–3500µε的应变范围内,表现出优异的线性度(灵敏度系数GF=1.4–3.77)与长期稳定性(1200℃高温下漂移率低于0.54%/h)。值得强调的是,团队首创了五轴共形直写工艺,可在金属球头、碳化硅飞行舵等复杂曲面构件上实现±5μm精度的图案化制造,突破了传统平面工艺的局限。经镍基合金验证与电弧风洞实际测试表明,该传感器具备超过10000次循环的耐久性,完全满足工业级应用需求,为我国高超声速装备、航空发动机等重大装备的结构健康监测提供了自主可控的解决方案。
作品《十万分级MEMS高精度谐振压力传感器》在高精度MEMS谐振式压力传感器领域实现了重大技术突破,将综合精度提升至十万分级(0.005%FS以内),显著超越现有国产传感器水平。创新性地提出以压阻两端电压作为温度自补偿的动态调控因素,并基于此原理设计了一种静电驱动-压阻检测的MEMS谐振式压力传感器。这一技术有效降低了温度漂移,从原有的1Hz/℃以上大幅降低至0.1Hz/℃,从而将传感器的整体综合精度从0.02%FS以内提升至0.005%FS以内。
王凌云老师课题组长期致力于极端环境微纳传感、MEMS传感器与智能测控技术研究,着力破解高温、高应变等苛刻条件下的“卡脖子”传感测量难题与高精度压力测量。本次获奖作品不仅在材料设计与制造工艺上实现重要突破,也展现了从实验室研发到工程应用的完整创新链,为我国高端传感器国产化进程注入了新动能。
该技术目前已与多家航空航天重点单位展开合作验证,未来有望广泛应用于重大装备的实时状态监测与安全评估,为我国高端制造业的自主创新发展提供重要支撑。




赛事介绍
中国大学生机械工程创新创意大赛:“明石杯”微纳传感技术与智能应用赛是由中国机械工程学会主办,中国机械工程学会微纳制造技术分会、国家微纳制造创新中心、明石创新(烟台)微纳传感技术研究院等多家单位联合承办的全国性大学生比赛。大赛入选《全国普通高校学科竞赛排行榜》,是教育部认可的57项全国性大学生竞赛项目之一。自2020年开始举办以来,已经连续成功举办六届,在国内微纳制造与传感器领域产生了较大的影响。本届大赛的主题为“微纳创芯,万物智联”,并邀请了郭东明、蒋庄德、何友、黄庆学、邹汝平、刘新宇、姜开春、洪明辉等八位院士莅临现场指导。据悉,该赛项的报名参赛队伍数共860个,涵盖清华大学、上海交通大学、厦门大学、浙江大学和澳门大学等共198所高校和研究所;经过形式审查、省赛和区域赛,共369支队伍进入全国总决赛,最终评选出一等奖30个,二等奖113个,三等奖73个。
文/唐蓝天
图/唐蓝天