一种谐振式加速度传感器及其设计

为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器.通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算.计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz.在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%.对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明:在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性.     

一种谐振式加速度传感器及其设计

为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器。通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算。计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz。在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%。对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明：在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性。     

微机械氮化硅梁谐振式压力传感器

报导一种新型的电热激励、压阻拾振的氮化硅梁谐振式压力传感器。器件采用微电子机械加工技术和键合技术研制。谐振频率85kHz,空气中品质因素Q值接近1000,在真空中达到40000。采用闭环自激振荡方式测定压力传感器的压力特性,压力测试范围0－400kPa,灵敏度23．8Hz/kPa。     

硅微谐振传感器微弱频率变化的提取新方法

由于硅微谐振传感器在感测压力、温度变化时存在频率变化较弱的特点,提高其灵敏度和测试分辨率显得尤为必要,所以提出利用系统从混沌状态到大周期状态转变时所表现出的共振锁频性质,进行了传感器微弱频率变化信号的仿真实验提取.将带通采样和降采样应用到信号预处理,建立了利用混沌的测试系统,同时指出该系统能实现传感器不同测试精度和灵敏度要求的柔性测量.     

微机械谐振传感器的闭环恒幅驱动电路研究

本文分析了微机械谐振传感器的闭环工作特性,在此基础上研究了微机械谐振传感器的闭环恒幅驱动电路的设计原则,研制出闭环恒幅驱动电路,并在微谐振式真空传感器和双框架微谐振陀螺上得到应用。     

一种谐振型声表面波传感器

文中阐述了一种谐振型声表面波传感器的结构和工作原理,介绍其测试机理和数据处理方法。通过实验证明了其在理论和技术上的可行性。     

对于低机械谐振频率经纬仪控制算法的研究

通过分析机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响,在传统的控制算法基础上,提出了一种改进的控制算法。该控制算法可以抑制低机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响,提高经纬仪的闭环带宽及其稳定性和跟踪精度。实验表明,本文提出的改进的控制算法效果好于传统的控制算法。     

硅微机械谐振压力传感器技术发展

硅微机械谐振压力传感器是目前精度最高、长期稳定性最好的压力传感器之一,是航空航天、工业过程控制和其他精密测量领域压力测试的最佳选择。系统阐述30年来国内外硅微机械谐振压力传感器技术的研究成果,简单介绍硅微机械谐振压力传感器的分类及工作原理,针对压力敏感膜片与谐振器复合结构和振动膜结构两种主要的芯体结构形式,详细论述硅微机械谐振压力传感器的研究历史、主要研究机构、国内外发展现状以及最新的研究成果,重点根据不同激励与检测方式对各种硅微机械谐振压力传感器的芯体结构进行深入分析比较。在此基础上,总结归纳不同芯体结构及其激励与检测方式的特点,并对硅微机械谐振压力传感器的未来发展趋势进行展望。     

基于单片机硅微机械谐振传感器真空测量研究

本文介绍了一种新颖的基于单片机的硅微机械谐振传感器测量方法及其实现。在微传感器工作原理理论分析的基础上,证明其适合于真空环境测量。利用闭环测控电路方式,使整机具有良好的灵敏度和可靠性。讨论了测量仪的测量原理、硬件组成和软件设计。该测量仪的真空度测量范围接近10^2-10^-1Pa,具有可靠性高,响应速度快等优点。     

硅微机械谐振传感器稳幅式真空计的研究

文中介绍硅微机械谐振真空传感器的特点及配套研制的真空计。利用恒定振幅闭环测控电路方式,使整机具有良好的灵敏度和可靠性。真空度测量范围接近１０２～１０－１Ｐａ,测量响应速度为十几毫秒。     

一种新型的硅谐振式微传感器频率特性测试系统

针对硅微机械谐振式压力传感器,设计了一种新型的专用频率特性测试系统,采用直接相关原理进行微弱信号检测,简化了模拟电路设计;提出了分时正交的检测方法解算被测样件的幅频、相频特性.实验结果表明:系统实现了对硅微机械谐振式压力传感器的幅频和相频特性的同时测量,实测结果与理论值符合,不仅给出了闭环设计的必要参数,同时为加工工艺的改进提供了重要信息.     

基于谐振式MEMS传感器的仪表开发关键技术

针对基于谐振式MEMS传感器开发数字智能仪器仪表的高精度、快响应频率测量技术展开研究。以一谐振式MEMS气压传感器为开发样件,其差分输出是两路40～70 kHz之间的正弦频率信号。对传统的频率测量方法进行阐述分析,提出一种新的结合传统测频方法各自优点的频率检测方法。设计实现相关软、硬件,搭建测试系统,实验结果表明该测频方案针对40～70 kHz的频率信号误差小于±0.02 Hz,响应时间为1 s以内。     

电涡流传感器的脉冲激励与双参数检测

采用矩形脉冲作为激励信号,对电涡流传感器在位移检测过程中谐振频率及谐振阻尼的变化情况进行了研究分析.建立了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心芯片的检测系统,用于产生所需要的矩形脉冲激励信号以及对传感器响应信号的欠采样.利用8 mm直径的电涡流线圈,对0～10 mm范围内碳钢目标靶的位移响应特性进行了测量,借助短时傅里叶变换分析了响应信号中频率成分的分布情况,同时获得了谐振频率及谐振阻尼的测量值.验证了通过脉冲激励同时获取电涡流传感器双参数检测的可行性.为研制基于电涡流效应的位移传感器及无损探伤传感器提供了一种新思路.     

用于调频式电感传感器的高稳定性LC振荡电路

提出以具有零温度系数的场效应晶体管代替普通晶体管作为LC振荡器的有源器件。理论和实验证明，该振荡电路具有更高的频率稳定度。     

柱栅传感器接长方法的研究

柱栅传感器是一种新型数字式直线位移传感器。它是在感应同步器的基础上提出来的新型位移传感器,它具有许多优良的电气和机械特性。目前单根柱栅传感器的设计与制作工艺已很成熟,但当单柱栅只能实现短距离的位移测量,然而在实际中长距离的测量必不可少,因此在现有基础上实现多段柱栅的接长来实现长距离测量就显得相当重要。文章主要介绍了柱栅传感器接长方法的设计和实现及由接长所产生的误差的分析和相应处理,从而达到高精度长距离测量的目的。     

全光纤硅谐振传感器关键技术的研究

光源激励和光信号检测,是全光纤硅谐振传感器的两项关键技术。通过研究,成功地解决了光源激励中输出功率、波形、恒流工作和宽频带等技术问题。根据相关检测原理设计的检测电路,成功地实现了对微弱光信号的检测,并具有很高的动态响应。     

车辆转向系统共振频率的测算方法的研究与应用

目前人们对减少汽车的噪音,振动和声振粗糙度（NVH）的期望比以往任何时候都要近切。车辆转向系统中的NVH表现形式一种是车辆高速行驶或发动机怠速时的转向系统的振动,另一种是电动转向器的助力电机产生的助力振动和液力动力转向器的液压助力振动造成的转向系统的振动。减少转向系统振动的有交方法是减少振动力,尽可能的使转向系统的固有振频率与车体的共振频率以及振动力的频率不一致。因此准确评估转向系统的共振频率是很必要的。本文介绍了在实车上对转向系统进行共振频率的测量和计算的几种方法。     

高稳定度频率发生器的研制

在相位法测距中,对调制频率、本振频率及填充频率的稳定度提出了很高的要求,本文介绍了采用锁相电路实现上述波形的原理和方法,实验结果表明：波形稳定度达到0．3ppm。     

谐振式硅微结构传感器综合测试分析仪

提出了一种谐振式硅微结构传感器综合测试分析仪器,用于微机械谐振式传感器各关键环节的测试、分析与评估.主要解决测试对象特性模型、微弱信号处理、测试数据分析评估等问题,并将有关理论和技术集成为一台模块化的、具一定开放性的测试仪器.该测试仪器对于深入掌握谐振式硅微结构传感器谐振子和闭环系统的特性和优化方法,实现高性能微传感器具有重要意义.     

一种基于MEMS技术的新型谐振式微流量传感器

提出了一种新颖的微机械谐振式微流量传感器.该传感器采用电磁激励方式.传感器主要由1个3 μm 厚H型谐振器、1个40 μm厚的悬臂梁平板(2 000 μm×5 000 μm)以及连接平板和框架的2根40 μm厚的支撑梁组成.谐振器采用低应力富硅氮化硅SiN制作,可以方便地使用湿法腐蚀释放谐振器,从而简化工艺流程,提高成品率.文中分析了理论模型、有限元仿真(FEA)、工艺制造和测试结果.测试结果显示,传感器在1 SLM(标准L/min)流量下,频率漂移为500 Hz,分辨率达到5/1 000.但在输出(谐振器频率漂移)和输入(气体流量)间存在二次曲线关系.