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公开(公告)号：CN113917838B
公开(公告)日：2025-01-07
申请号：CN202111151260.5
申请日：2021-09-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开了一种基于边带激励的谐振式传感器，包括：MEMS谐振器和反馈控制系统，谐振器包括至少两个电极，反馈控制系统用于实现反馈闭环控制并在传感过程中自适应调整边带激励信号的频率，从而维持谐振器的自激振荡。反馈控制系统包括：第一反馈控制电路和第二反馈控制电路，第一反馈控制电路用于通过检测相位差变化来实时跟踪谐振器一阶模态的频率变化，从而解调出谐振器一阶模态的振荡幅值从而产生与振荡基频频率相等的解调参考信号；第二反馈控制电路用于通过检测振荡幅值的变化来输出边带激励信号，同时提取边带激励信号的频率信息作为传感器输出。本发明可以解决现有技术中谐振式加速度传感器灵敏度低和分辨率较低的问题。
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公开(公告)号：CN113267831B
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202110665095.9
申请日：2021-06-16
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种用于MEMS重力仪测试的恒温装置，包括由内到外依次嵌套的三级恒温单元，各级恒温单元的温控区域由外到内依次减小，且最外层采用真空腔作为被控腔体，减小了热对流和热传导对MEMS重力仪的影响，并抑制了空气浮力，能够大大提高温度的控制精度；另外，由于各级温控单元的温控点由内到外依次递减，形成了一条由内到外的散热通道，使得本发明在无需外加其他散热装置的前提下能够通过主动温控和被动温控相结合的方式控制各级恒温单元的温度，以维持装置内温度的动态平衡，在MEMS重力仪测试过程中避免引入振动噪声，抗外界干扰能力较强，能够以较小的体积、较低的成本以及较高的抗外界干扰能力为MEMS重力仪提供高精度的恒温环境。
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公开(公告)号：CN111830281B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202010697612.6
申请日：2020-07-20
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种面向谐振式MEMS传感器的拱形谐振器及MEMS加速度计，拱形谐振器包括：锚定系统，以及与锚定系统连接的拱形谐振梁；通过锚定系统给拱形谐振梁施加用于调节拱形高度的热电流，在热电流作用下，通过拱形谐振梁产生的热应变来调控所述拱形谐振梁的刚度，使得拱形谐振梁的刚度在同相模态频率和反向模态频率之间实现交叉，进而调节模态耦合或工作区间。本发明改变了谐振器的拱形梁高度，而拱形高度的变化增大了模态之间的频率差，进而提高了灵敏度；同时，本发明通过热电流对拱形结构产生了模态耦合，拱形高度变化使得谐振器的拱形梁的模态中一个模态对应力应变敏感，另一个模态不敏感的特点，可实现差分检测。
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公开(公告)号：CN112573476A
公开(公告)日：2021-03-30
申请号：CN202011463363.0
申请日：2020-12-14
Applicant: 华中科技大学
IPC: B81B7/02
Abstract: 本发明属于微机电系统技术领域，公开了一种灵敏度及带宽可调的MEMS传感器，包括敏感模块和检测模块，敏感模块包括负刚度结构和稳定结构；负刚度结构用于减小MEMS传感器的有效刚度并提高器件检测的灵敏度；稳定结构用于稳定负刚度结构并实现MEMS传感器总有效刚度的可调控。稳定结构包括第一稳定电极和第二稳定电极，通过在第一稳定电极和第二稳定电极上施加交流电压来引入高频振动实现负刚度结构的稳定。通过改变交流电压的幅值和频率改变MEMS传感器的总的有效刚度，从而改变传感器的灵敏度。通过调节交流电压的幅值和频率同时也可以调节MEMS传感器的带宽。
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公开(公告)号：CN112784463B
公开(公告)日：2023-12-19
申请号：CN202110130065.8
申请日：2021-01-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/10 , G06F115/04 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种井中重力仪系统的内部温度仿真方法，属于测井仪器领域，包括：S1：按照井中重力仪系统的内部结构绘制系统几何模型，系统结构模型包括内层温控模块、位移检测电路、骨架和保温瓶；S2：为系统结构模型中各个计算域赋予不同的材料属性，以建立传热物理场模型；S3：分析传热物理场模型中内层温控模块内的MEMS芯片所在区域的温度梯度；S4：当内层温控模块稳定工作时，对温度梯度进行分析获取环境产生的热量对整个井中重力仪系统的温升情况，并得到井中重力仪系统的温度仿真结果。本申请通过建模仿真规避了恒温环境无法保障的问题，能够准确分析出井中重力仪系统的温度仿真结果，温度仿真结果可以为实际测量提高参考，从而提高测量精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112784463A
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN202110130065.8
申请日：2021-01-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/10 , G06F115/04 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种井中重力仪系统的内部温度仿真方法，属于测井仪器领域，包括：S1：按照井中重力仪系统的内部结构绘制系统几何模型，系统结构模型包括内层温控模块、位移检测电路、骨架和保温瓶；S2：为系统结构模型中各个计算域赋予不同的材料属性，以建立传热物理场模型；S3：分析传热物理场模型中内层温控模块内的MEMS芯片所在区域的温度梯度；S4：当内层温控模块稳定工作时，对温度梯度进行分析获取环境产生的热量对整个井中重力仪系统的温升情况，并得到井中重力仪系统的温度仿真结果。本申请通过建模仿真规避了恒温环境无法保障的问题，能够准确分析出井中重力仪系统的温度仿真结果，温度仿真结果可以为实际测量提高参考，从而提高测量精度。
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公开(公告)号：CN109905086A
公开(公告)日：2019-06-18
申请号：CN201910144812.6
申请日：2019-02-26
Applicant: 华中科技大学
IPC: H03B5/30
Abstract: 本发明公开了一种基于多谐振器耦合结构的MEMS振荡器，MEMS振荡器包括：振荡电路，检测电路以及MEMS谐振器件，MEMS谐振器件包括：N个相互耦合的MEMS谐振器，分别记为第一谐振器、第二谐振器、……第N谐振器，第一谐振器用于确定振荡器的工作频率，其余的谐振器通过耦合实现对第一谐振器的幅度进行调控；N为大于等于2的正整数；振荡电路用于通过闭环控制实现将振荡器的输出频率始终锁定并控制在第一谐振器的谐振频率；检测电路用于检测振荡器输出信号的幅度，并进行反馈控制以防止振荡器的输出幅度过高导致振荡器系统工作异常。本发明可以解决现有技术中由于需要引入可变增益放大器，从而导致的噪声和功耗较大的问题。
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公开(公告)号：CN113968570B
公开(公告)日：2024-12-06
申请号：CN202010734433.5
申请日：2020-07-24
Applicant: 华中科技大学
Inventor： 赵纯
IPC: B81B7/02
Abstract: 本发明公开了一种基于有源耦合的二自由度谐振式MEMS传感器及应用，属于信息工程领域中的微机电系统及其传感、控制领域。包括有源耦合模块、感测模块和MEMS谐振器件，MEMS谐振器件包括第一谐振器和第二谐振器；有源耦合模块将第一谐振器和第二谐振器相互有源耦合起来，使得第一谐振器的频率和第二谐振器的频率在特定区间内快速收敛，在频率快速收敛的区间内，待测量的变化导致的第一谐振器和第二谐振器的频率变化远高于无有源耦合结构的传统谐振式传感方式，通过检测第一谐振器和第二谐振器的频率变化，以及第一谐振器和第二谐振器的频率变化之差，即可测得待测量变化。本发明可以解决现有技术中谐振式加速度传感器灵敏度和分辨率较低的问题。
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公开(公告)号：CN116500520A
公开(公告)日：2023-07-28
申请号：CN202210061414.X
申请日：2022-01-19
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01R33/06
Abstract: 本发明属于磁传感器领域，并具体公开了一种MEMS三轴矢量磁力仪及矢量磁场强度测量方法；该种磁力仪由三个或六个两两正交的MEMS磁传感单元构成，MEMS磁传感单元通过绝缘且不导磁的材料制成的框架固定并相互隔开；每个MEMS磁传感单元包括双端固定音叉谐振器和两个洛伦兹力发生器，洛伦兹力发生器由能够导电的材料制成，对称地布置于双端固定音叉谐振器两端的外侧，并分别与双端固定音叉谐振器的两端相连；该磁力仪通过两两正交的三个或六个MEMS磁传感单元对矢量磁场三个矢量方向的分量磁场进行检测，实现对外部矢量磁场的感测；同时，通过使每两个相互平行的MEMS磁传感单元采用差分的方式对矢量磁场的分量进行感测，能够进一步提高感测灵敏度和共模抑制能力。
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公开(公告)号：CN113968570A
公开(公告)日：2022-01-25
申请号：CN202010734433.5
申请日：2020-07-24
Applicant: 华中科技大学
Inventor： 赵纯
IPC: B81B7/02
Abstract: 本发明公开了一种基于有源耦合的二自由度谐振式MEMS传感器及应用，属于信息工程领域中的微机电系统及其传感、控制领域。包括有源耦合模块、感测模块和MEMS谐振器件，MEMS谐振器件包括第一谐振器和第二谐振器；有源耦合模块将第一谐振器和第二谐振器相互有源耦合起来，使得第一谐振器的频率和第二谐振器的频率在特定区间内快速收敛，在频率快速收敛的区间内，待测量的变化导致的第一谐振器和第二谐振器的频率变化远高于无有源耦合结构的传统谐振式传感方式，通过检测第一谐振器和第二谐振器的频率变化，以及第一谐振器和第二谐振器的频率变化之差，即可测得待测量变化。本发明可以解决现有技术中谐振式加速度传感器灵敏度和分辨率较低的问题。
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