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公开(公告)号：CN114280328A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202111605043.9
申请日：2021-12-24
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01P15/097 , B81B7/02
Abstract: 本发明公开了一种基于对称式同模态温度补偿的MEMS谐振式加速度传感器，MEMS谐振式加速度传感器由谐振器敏感梁通过杠杆机构与质量块连接形成，能够将外界加速度变化转化为频率偏移量以检测外界加速度的大小。MEMS谐振式加速度传感器与感温振荡器对称分布在加热模块的两侧，加热模块的加热梁通过电流产生电阻热，电阻热通过对称结构传递至MEMS谐振式加速度传感器与感温振荡器。将感温振荡器作为温度感知模块，用其频率来标定温度实现对加速度传感器的温度控制。
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公开(公告)号：CN111181490B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202010001804.9
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: H03B5/18
Abstract: 本发明公开了一种基于超谐同步技术的硅微谐振式倍频器，谐振模块为呈长距形形状的谐振梁，由两个固支模块形成两端固定支撑，谐振梁下端悬空设置于单晶硅基底；谐振梁一侧中部位置设置有激励模块，另一侧中部位置对应设置有检测模块，激励模块和检测模块均固定于单晶硅基底上，激励模块与信号输入模块连接，检测模块与振荡模块连接，谐振梁的两端分别与压阻调频模块连接产生电势差谐振梁本体，通过焦耳热效应调节振荡器振荡频率，实现不同阶数的超谐同步现象。本发明可实现超高阶数的倍频放大，突破了现有倍频器倍频次数的极限。
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公开(公告)号：CN111157760B
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN202010001789.8
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01P15/097
Abstract: 本发明公开了一种基于MEMS超谐同步加速度计的频率自动跟踪方法及系统，频率计数器间隔一定周期采集频率点数并进行数据处理，去除跳跃点并求取平均值可获得振荡回路1，振荡回路2的频率均值；对频率均值进行频率差值比较；对频率差值进行阈值判定，判断是否需要执行频率补偿操作；对频率差值进行零点判定，判断所需执行的正、负补偿；根据结果，对同步梁振荡器执行正补偿或负补偿，通过控制高阶同步模块的频率实现MEMS超谐同步带宽的扩大。本发明首次提出频率自动跟踪技术，结合硅基谐振器中存在的焦耳热效应和幅值‑频率效应建立完整的算法体系进行频率补偿，大幅提升同步加速度计的整体性能。
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公开(公告)号：CN111175540A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010003092.4
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01P15/097 , G01P15/08
Abstract: 本发明公开了一种基于单向电同步的超谐同步谐振式加速度计，MEMS谐振式加速度计的两个谐振传感模块对称设置在质量块模块的两侧，分别通过杠杆机构模块与质量块模块连接，MEMS谐振式加速度计将振动信号以电信号的形式引入至外部高频振荡器中并形成超谐同步。在同步带宽内，高频谐振器呈倍数地放大MEMS谐振式加速度计的频率偏移量。本发明解决了耦合振荡器之间的相互作用导致的标度因子下降的问题，充分发挥超谐同步效应对整机性能提升的优势。同时，当两个振荡器出现同步现象时，敏感梁振荡回路的噪声将得到大幅抑制，频率稳定性将得到大幅提升。从提升灵敏度、改善分辨率、降低噪声等多个方面同时优化谐振式加速度计的性能指标。
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公开(公告)号：CN111157760A
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN202010001789.8
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01P15/097
Abstract: 本发明公开了一种基于MEMS超谐同步加速度计的频率自动跟踪方法及系统，频率计数器间隔一定周期采集频率点数并进行数据处理，去除跳跃点并求取平均值可获得振荡回路1，振荡回路2的频率均值；对频率均值进行频率差值比较；对频率差值进行阈值判定，判断是否需要执行频率补偿操作；对频率差值进行零点判定，判断所需执行的正、负补偿；根据结果，对同步梁振荡器执行正补偿或负补偿，通过控制高阶同步模块的频率实现MEMS超谐同步带宽的扩大。本发明首次提出频率自动跟踪技术，结合硅基谐振器中存在的焦耳热效应和幅值-频率效应建立完整的算法体系进行频率补偿，大幅提升同步加速度计的整体性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111181490A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010001804.9
申请日：2020-01-02
Applicant: 西安交通大学
IPC: H03B5/18
Abstract: 本发明公开了一种基于超谐同步技术的硅微谐振式倍频器，谐振模块为呈长距形形状的谐振梁，由两个固支模块形成两端固定支撑，谐振梁下端悬空设置于单晶硅基底；谐振梁一侧中部位置设置有激励模块，另一侧中部位置对应设置有检测模块，激励模块和检测模块均固定于单晶硅基底上，激励模块与信号输入模块连接，检测模块与振荡模块连接，谐振梁的两端分别与压阻调频模块连接产生电势差谐振梁本体，通过焦耳热效应调节振荡器振荡频率，实现不同阶数的超谐同步现象。本发明可实现超高阶数的倍频放大，突破了现有倍频器倍频次数的极限。
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公开(公告)号：CN107979351A
公开(公告)日：2018-05-01
申请号：CN201711270965.2
申请日：2017-12-05
Applicant: 西安交通大学
IPC: H03H9/02
Abstract: 一种基于高阶同步的耦合压阻MEMS振荡器，包括两个并列排布的两个双端固支音叉梁，两个双端固支音叉梁的左右两端分别与衬底绝缘层固结的两个电极固定，使双端固支音叉梁悬置在镂空的衬底上；每一个双端固支音叉梁中间外侧伸出的电容极板一个电容极板配合，通过静电力的作用激励起双端固支音叉梁弯曲方向上的振动；两个双端固支音叉梁中间内侧伸出的平行电极板通过静电力进行相互作用，并通过对双端固支音叉梁中间电势的控制来调节相互耦合作用的大小；本发明实现同步，并且利用高阶同步中的频率倍比锁定关系提高作为传感器时的标度因子、灵敏度，从而提高检测精度。
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公开(公告)号：CN107147370A
公开(公告)日：2017-09-08
申请号：CN201710229819.9
申请日：2017-04-10
Applicant: 西安交通大学
IPC: H03H9/02
Abstract: 一种基于振动模态耦合的MEMS振荡器，由两个并排布置的悬臂梁‑质量块结构作为谐振子，选用了悬臂梁结构的纵向拉伸及横向弯曲振动模态作为振荡器的工作模态。其检测端使用了压阻法测振，通入检测电流后可以同时拾取两个振动模态的信号，进而将信号转入两组闭环控制器分别进行反馈调制，随后采用静电力输出的方法对拉伸与弯曲模态进行激振，从而实现两种模态的同时自激振荡。同时由于模态间的耦合关系，可以借由控制其中一个振动模态的振幅调节另一模态的谐振频率。两种模态共享一个谐振结构，受温度影响的幅度相同，亦可以借助一个模态对另一模态进行温度补偿。
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公开(公告)号：CN112953435B
公开(公告)日：2023-06-20
申请号：CN202110045005.6
申请日：2021-01-13
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了一种基于参数泵的MEMS振荡器，低频谐振器模块通过低频谐振梁分别连接低频谐振器第一激励模块和低频谐振器第二激励模块；高频谐振器模块通过高频谐振梁分别连接高频谐振器第一激励模块和高频谐振器第二激励模块；共用梁模块采用机械连接方式将低频谐振梁和高频谐振梁连接；低频谐振器模块与低频振荡器闭环振荡回路连接，并经加法器与参数泵模块连接，高频谐振器模块与高频振荡器闭环振荡回路连接；低频振荡器闭环振荡回路和高频振荡器闭环振荡回路分别使低频谐振梁和高频谐振梁在谐振频率处发生闭环振荡，参数泵模块对低频谐振梁施加动态刚度调制信号。本发明实现了MEMS振荡器的频率稳定性的提升以及振荡器之间的参数锁定现象。
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公开(公告)号：CN114280328B
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202111605043.9
申请日：2021-12-24
Applicant: 西安交通大学
IPC: G01P15/097 , B81B7/02
Abstract: 本发明公开了一种基于对称式同模态温度补偿的MEMS谐振式加速度传感器，MEMS谐振式加速度传感器由谐振器敏感梁通过杠杆机构与质量块连接形成，能够将外界加速度变化转化为频率偏移量以检测外界加速度的大小。MEMS谐振式加速度传感器与感温振荡器对称分布在加热模块的两侧，加热模块的加热梁通过电流产生电阻热，电阻热通过对称结构传递至MEMS谐振式加速度传感器与感温振荡器。将感温振荡器作为温度感知模块，用其频率来标定温度实现对加速度传感器的温度控制。
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