电热激励微谐振器及谐振式传感器

硅微谐振式传感器具有灵敏度和分辨率高、准数字信号输出、抗干扰能力强的优点,在精确测量领域具有独特的优势。其中,电热激励/压敏电阻拾振的微谐振器与工业IC技术兼容,可将敏感元件与信号调理电路集成在一块芯片上构成功能强大的智能传感器。着重论述了电热激励/压敏电阻拾振的硅微谐振器的几种典型结构及其制造技术,并在此基础上阐述了以该谐振器为敏感元件开发的质量流量、气体、压力、温度和接近传感器等多种谐振式传感器。

电热激励微悬臂梁谐振器输出电压影响因素研究

制作了电热激励硅 /二氧化硅双层微悬臂梁谐振器。对影响谐振器输出电压的因素研究结果表明 :减小梁宽度、硅层厚度、环境气压和温度 ,可增大微悬臂梁谐振器输出电压 ;输出电压随激励功率增加而增大 ;谐振器输出电压与谐振器根部压敏电桥电源电压成正比。

硅微机械悬臂梁谐振器的电热激励及光纤拾振技术的研究

用理论分析方法研究了硅微悬臂梁的电热激振机理,得到了微机械悬臂梁电热激励下的温度场分布,并推导出了镀膜双层硅微悬臂梁的电热激励热力矩。利用硅微机械加工工艺制作了双层结构硅微悬臂梁谐振器,通过在硅微悬臂梁上制作的热激励电阻,用电热方法对硅微谐振器实现了激振。设计了光纤传感检测系统用于硅微谐振器微弱谐振信号的拾取,并成功检测到了硅微谐振器的前3阶谐振信号。

电热激励硅谐振器件的研究

设计了悬臂梁结构电热激励、压阻拾取硅微机械谐振器件,分析了电热激励和压阻拾取的基本工作原理,设计了与Bipolar工艺兼容的器件制作工艺流程,并制作了器件样品。对真空中器件的幅频特性进行了实验研究,研究结果表明,在粗真空范围内,保持激励功率不变的情况下,微悬臂梁的振幅、谐振频率与真空度之间具有明显的依赖关系,可以用来设计、制作MEMS粗真空谐振式传感器。

热激励谐振型压力传感器激励电压的影响与分析

针对热激励谐振型压力传感器在不同激励电压下会产生不同的热梯度场,进而影响传感器的谐振频率这一现象,采用开环测试系统进行试验,得到热激励谐振型压力传感器的热激励幅度与谐振频率的变化规律;并对实验结果进行了进一步的分析,为合理优化设计传感器的相关参数提供了一定的理论依据。

硅微悬臂梁谐振器的电激电拾方法研究

采用电热激励、压电拾取方法对硅微机械悬臂梁的谐振性能进行了实验研究。成功实现了对硅微悬臂梁谐振器前三阶振型的实验测试。电热激励利用在硅微机械悬臂梁表面优化设计的热激励电阻加以实现。为拾取硅微悬臂梁的微弱谐振信号,在硅微悬臂梁表面优化设计并制作了压敏电阻全桥,利用压敏电阻的压电效应实现对谐振微弱信号的拾取。

硅基双层薄膜谐振器的数学模型及优化设计

研究了用工业ＩＣ技术和微细加工技术制造的硅基双层薄膜谐振器的工作机理，并建立了数学模型．对薄膜谐振效率、振幅及声产生效率与薄膜厚度、初始应力的关系进行了理论分析和计算，理论曲线与实验结果符合得很好．最后，给出了电热激励薄膜谐振器的优化设计方法．