运用于MEMS磁传感器的数字锁相放大器

文中研究了用于静电驱动-电磁感应敏感的MEMS磁传感器的数字锁相放大器电路。为了对该种传感器输出自调制的信号进行解调,基于ARM微控制器设计了一种无需相位调整的双路数字锁相放大器。在参考通道的设计中,将驱动传感器处于谐振状态的正弦信号转为矩形波信号。应用电路测试结果表明:传感器输出信号的非线性度达0.23%,迟滞性误差和重复性误差分别为0.09%和0.29%。数字锁相放大器能够有效而稳定地解调MEMS磁传感器输出信号,为具有输出信号调制特点的传感器提供一种可行的数字信号处理方案。

单片集成MEMS三轴磁场传感器

利用微机电系统(MEMS)工艺,设计并制造了一种基于法拉第电磁感应定律的单片集成MEMS三轴磁场传感器。将两种不同结构的器件通过MEMS工艺集成到单一芯片上,完成单片集成MEMS三轴磁场传感器的制作。测试结果表明:在大气环境下,2S梁耦合器件对Z轴磁场的开环灵敏度为7.435μV/mT,非线性度为0.436%。当其用于Z轴磁场测量时,其对于X轴磁场的交叉轴抑制比γ_(z,x)为49.749 dB,对Y轴磁场的交叉轴抑制比γ_(z,y)为46.324 dB;在大气环境下,扭转框结构器件对X轴磁场的开环灵敏度为2.223μV/mT,非线性度为0.49%。当其用于X轴磁场测量时,其对于Z轴的交叉轴抑制比γ_(x,z)为44.687 dB,对Y轴磁场的交叉轴抑制比γ_(x,y)为41.138 dB。

基于粗糙介质薄膜的高性能MEMS红外光源研究

目前,工业领域对于气体监测的需求日益增长,在各种气体传感器中,红外传感器由于其高精度、高选择性的优势得到了广泛开发应用。红外光源是红外传感器中的关键元件,其发射率决定了传感器的性能,传统的发射率提高方法主要为制作表面微结构和添加高吸收率材料等。然而,这些方法会导致成本增加、制造复杂度提高。我们提出了一种新型MEMS红外光源,使用粗糙介质薄膜增强红外吸收并降低热传导来提高发射率。粗糙介质薄膜结构通过简单的硬模工艺制作,该方法成本低并与传统的红外光源制造兼容,制造的红外光源在2-20μm内可以达到99%以上的发射率。该红外光源的辐射区面积为1.4 mm×1.5 mm,在425℃的工作温度下功率密度为118 mW/mm^(2),且在15 Hz的工作频率下有全调制深度。这些结果表明,这种红外光源在红外气体传感器中的应用具有巨大潜力。