一种用于流速、加速度和角速度敏感的仿生毛发传感器

    公开(公告)号:CN104459181B

    公开(公告)日:2017-06-23

    申请号:CN201410853371.4

    申请日:2014-12-31

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明涉及提供一种用于流速、加速度和角速度敏感的仿生毛发传感器,包括顶部毛发、中部硅微传感器结构、底部为制作在玻璃衬底上的信号引线。本发明中顶部毛发可带动硅微传感器结构中的外部框架左右扭摆;利用静电力的负刚度效应原理,实现对加速度、流速速度的检测;通过采用传感器阵列的形式,实现对加速度与流体速度检测的区分。当外界输入为加速度输入时,则所有传感器均会受到作用而产生扭转。硅微传感器结构中的两个子结构为陀螺仪结构,用来检测外界的角速度大小,采用左右对称布置,为单陀螺仪输出信号的两倍;采用变面积式电容检测,减小了驱动运动对检测的干扰。

    用于流速及加速度矢量敏感的仿生毛发传感器及检测方法

    公开(公告)号:CN104833350B

    公开(公告)日:2017-05-31

    申请号:CN201510203285.3

    申请日:2015-04-24

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于流速及加速度矢量敏感的仿生毛发传感器及其检测方法,包括顶部聚合物毛发、中部环状硅微传感器结构、底部制作在玻璃衬底上的信号引线。本发明中顶部毛发在外部加速度或流体作用时带动环状硅微传感器结构中的圆形质量块和环形质量块摆动;利用静电力的负刚度效应原理,通过环状硅微传感器结构中圆形质量块和环形质量块的摆动,引起布置在圆形质量块和环形质量块周围的谐振器谐振频率的变化,实现对流速及加速度大小的检测;通过采用质量块与环形质量块的耦合结构,对顶部毛发的摆动方向进行矢量分解,实现对加速度或流体速度的矢量方向检测。

    基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪

    公开(公告)号:CN104089612B

    公开(公告)日:2017-02-15

    申请号:CN201410362573.9

    申请日:2014-07-28

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪。该陀螺仪包括垂直两层,上层为硅微陀螺仪的机械模块,下层为敷有信号引线的玻璃衬底,陀螺仪的机械模块由两个完全相同的子模块构成,且水平对称放置,两个敏感质量块之间分别通过驱动耦合折叠梁和横梁在驱动方向和敏感方向连接,使得两个敏感质量块在驱动模态和检测模态都相互关联。每个子模块包括敏感质量块、驱动模块、驱动反馈模块、检测模块、驱动支承梁、驱动反馈支承梁、检测支承梁、驱动解耦梁、检测解耦梁、检测耦合支承梁、以及固定锚点。本发明中的两个子模块采用同频反相驱动模式,检测模块实现差分检测,能有效抑制外界冲击、温度以及加工缺陷的影响,抗共模误差能力强。

    一种用于角速度敏感的仿生毛发式硅微陀螺仪

    公开(公告)号:CN106289210A

    公开(公告)日:2017-01-04

    申请号:CN201510247649.8

    申请日:2015-05-15

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C19/5656

    Abstract: 本发明公开了一种用于角速度敏感的仿生毛发式硅微陀螺仪,由上层聚合物毛发、中层硅微传感器和设有电路的底层玻璃衬底组成,所述中层硅微传感器包括圆形质量块以及与圆形质量块同圆心的环形质量块,所述圆形质量块和环形质量块之间设置有两个扭力梁,所述上层聚合物毛发粘合在圆形质量块中心,所述环形质量块的圆周侧部均匀的设置有若干梳齿组和方波支撑梁,所述梳齿组和方波支撑梁相互交错排列。本发明结构新颖,拥有较强的灵敏度,与现有的平面工艺兼容,其上层聚合物毛发的设置相比于以往单纯的平面结构,能够有效放大哥氏力效应,提高结构的灵敏度。

    一种基于柔性连接的双质量解耦硅微陀螺仪

    公开(公告)号:CN104236535A

    公开(公告)日:2014-12-24

    申请号:CN201410449942.8

    申请日:2014-09-04

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C19/5684

    Abstract: 本发明公开了一种基于柔性连接的双质量解耦硅微陀螺仪,包括设有电信号引出线的基座和置于基座上的微陀螺机械结构层;微陀螺机械结构层包括第一子结构、第二子结构和子结构连接装置,第一子结构和第二子结构通过子结构连接装置连接;本发明为减小温度和应力对整个微陀螺的影响,采用了完全相同的两个子结构,两个子结构左右对称布置,运动方式为x-y平面内的线运动;采用子结构连接装置,使左右两个子结构成为一个整体,保证了左右两个子结构运动频率的一致性,且子结构连接装置的设计保证了驱动运动和检测运动的隔离,实现了结构运动的全解耦;子结构连接装置保证了陀螺仪驱动运动和检测运动时两个子结构的驱动部分和检测部分分别为相向的线运动。

    基于杠杆放大原理的双轴全解耦硅微谐振式加速度计

    公开(公告)号:CN104865406A

    公开(公告)日:2015-08-26

    申请号:CN201510142656.1

    申请日:2015-03-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开一种基于杠杆放大原理的双轴全解耦硅微谐振式加速度计。该加速度计包括上下两层,上层为硅微加速度计的机械结构,下层为敷有信号引线的玻璃衬底。机械结构由敏感质量、公共锚点、杠杆放大机构、解耦梁和谐振器构成,解耦梁一端与敏感质量相连,另一端通过杠杆放大机构与公共锚点相连,作用于敏感质量的惯性力通过杠杆放大机构放大后传递给谐振器。所述的谐振器子结构包括谐振梁、梳齿架及活动梳齿、固定驱动梳齿、固定驱动反馈梳齿、以及固定锚点。本发明中的硅微谐振式加速度计能实现平面内两个方向加速度检测,以频率作为输出,具有尺寸小、集成度高、耦合误差小、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。

    一种用于流速、加速度和角速度敏感的仿生毛发传感器

    公开(公告)号:CN104459181A

    公开(公告)日:2015-03-25

    申请号:CN201410853371.4

    申请日:2014-12-31

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明涉及提供一种用于流速、加速度和角速度敏感的仿生毛发传感器,包括顶部毛发、中部硅微传感器结构、底部为制作在玻璃衬底上的信号引线。本发明中顶部毛发可带动硅微传感器结构中的外部框架左右扭摆;利用静电力的负刚度效应原理,实现对加速度、流速速度的检测;通过采用传感器阵列的形式,实现对加速度与流体速度检测的区分。当外界输入为加速度输入时,则所有传感器均会受到作用而产生扭转。硅微传感器结构中的两个子结构为陀螺仪结构,用来检测外界的角速度大小,采用左右对称布置,为单陀螺仪输出信号的两倍;采用变面积式电容检测,减小了驱动运动对检测的干扰。

    一种用于角速度敏感的仿生毛发式硅微陀螺仪

    公开(公告)号:CN106289210B

    公开(公告)日:2019-04-30

    申请号:CN201510247649.8

    申请日:2015-05-15

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于角速度敏感的仿生毛发式硅微陀螺仪,由上层聚合物毛发、中层硅微传感器和设有电路的底层玻璃衬底组成,所述中层硅微传感器包括圆形质量块以及与圆形质量块同圆心的环形质量块,所述圆形质量块和环形质量块之间设置有两个扭力梁,所述上层聚合物毛发粘合在圆形质量块中心,所述环形质量块的圆周侧部均匀的设置有若干梳齿组和方波支撑梁,所述梳齿组和方波支撑梁相互交错排列。本发明结构新颖,拥有较强的灵敏度,与现有的平面工艺兼容,其上层聚合物毛发的设置相比于以往单纯的平面结构,能够有效放大哥氏力效应,提高结构的灵敏度。

    一种基于FPGA的硅微陀螺仪温控温补电路装置

    公开(公告)号:CN103776469B

    公开(公告)日:2016-08-03

    申请号:CN201410065841.0

    申请日:2014-02-26

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 一种基于FPGA的硅微陀螺仪温控温补电路装置,包括集成了微型加热器和温度传感器的微陀螺、接口电路和FPGA处理电路,通过相互连接形成温控回路、驱动控制回路和检测控制回路,利用了微陀螺内部集成的温度传感器和微型加热器实现硅微陀螺仪芯片级温控温补,具有灵敏度高、重复性好、惯性小、温度信息可信度高、功耗小、控制精度高等优点;基于FPGA的数字温控温补平台,减少了模拟电路本身温度漂移的影响,同时数字化平台参数调整灵活,功能强大,可以灵活实现各种复杂的温控温补算法,有利于系统性能优化。

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