单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计

    公开(公告)号:CN105911309B

    公开(公告)日:2019-01-29

    申请号:CN201610473126.X

    申请日:2016-06-24

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计,包括下层玻璃基底、引线层、键合层和上层硅结构层,底层为玻璃基底,在玻璃基底的上表面溅射金属作为引线层,在玻璃基底和引线层上设有键合层,通过键合层把硅结构层悬置于玻璃基底之上;整个上层硅结构层的可动结构由唯一的锚点支撑;上层硅结构层包括固定支撑框架和四个上层硅微机械子结构,上层硅微机械子结构按逆时针方向依次排列;其中,第一和第三、第二和第四上层硅微机械子结构分别形成一组加速度测量模块。本发明不仅可以有效抑制基底材料和硅材料的材料属性不匹配所带来的影响,而且可以消除键合时产生的残余应力以及环境变化时的热应力以及实现两正交方向之间的解耦。

    一种用于硅微谐振式加速度计的数字锁相测控电路

    公开(公告)号:CN108931665A

    公开(公告)日:2018-12-04

    申请号:CN201810487650.1

    申请日:2018-05-21

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于硅微谐振式加速度计的数字锁相测控电路,使用一种同步积分电路实现对加速度计谐振器电容检测信号的相位信息和幅度信息提取,输出信号为反映相位误差的直流量,降低模数转换器的采样速率要求。数字PI控制器的参数可灵活设置,实现高精度的幅度控制以及相位控制;频率控制字能够表征谐振器实际信号的频率,无需另外使用频率测量设备对信号测频。在加速度计前端电路建立温度补偿模型,将零偏温度补偿前的频率差信号和温度补偿后频率差信号通过串口传输至上位机,实现测量控制和温度补偿的一体化。

    一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器

    公开(公告)号:CN107655453A

    公开(公告)日:2018-02-02

    申请号:CN201710843382.8

    申请日:2017-09-18

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C9/00

    Abstract: 本发明公开了一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器,包括上层硅结构层、下层玻璃基底、键合层,上层硅结构层包括质量块、质量块锚区以及两对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构,质量块、质量块锚区、锚区支撑结构与两对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构分别构成重力方向的第一硅微谐振式倾角传感器子结构和水平方向的第二硅微谐振式倾角传感器子结构;第一、第二硅微谐振式倾角传感器子结构分别关于中心轴对称,形成两组差分式结构倾角测量模块。本发明利用二级微杠杆结构放大质量块结构惯性力,大幅度提高倾角检测灵敏度;利用第一、第二硅微谐振式倾角传感器子结构实现重力方向或结构平面法向上全量程范围内的倾角测量。

    一种硅微陀螺仪差分电容检测电路

    公开(公告)号:CN107238382A

    公开(公告)日:2017-10-10

    申请号:CN201710364521.9

    申请日:2017-05-22

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C19/5776

    Abstract: 本发明公开了一种硅微陀螺仪差分电容检测电路,包括方波发生器、桥式结构连接的模拟开关、参考电容以及差分运算放大器,方波发生器一端接地,另一端连接待检测硅微陀螺仪差分电容,待检测硅微陀螺仪差分电容连接桥式结构连接的模拟开关,而参考电容以及差分运算放大器均与桥式结构连接的模拟开关相连接。本发明的一种硅微陀螺仪差分电容检测电路,结构简单实用,可有效实现硅微陀螺仪敏感差分电容的检测,提高硅微陀螺仪的信号检测灵敏度。

    用于模态匹配状态硅微机械陀螺仪带宽拓展数字校正方法

    公开(公告)号:CN107238381A

    公开(公告)日:2017-10-10

    申请号:CN201710366532.0

    申请日:2017-05-23

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C19/5726

    Abstract: 本发明公开了一种用于模态匹配状态硅微机械陀螺仪带宽拓展数字校正方法,该方法是采用如下步骤实现的:1)建立模态匹配状态硅微机械陀螺仪闭环检测模型;2)在硅微机械陀螺仪的检测回路中增设比例积分相位超前校正器;3)对校正器进行离散化,得到用于模态匹配状态硅微机械陀螺仪带宽拓展的数字校正器;所述比例积分相位超前数字校正器包含比例环节、积分环节和相位超前环节。本发明解决了模态匹配状态下硅微机械陀螺仪无法兼顾静态灵敏度和工作带宽的问题,用于模态匹配状态硅微机械陀螺仪带宽拓展的数字校正。

    单片式谐振加速度计陀螺仪结构

    公开(公告)号:CN107063223A

    公开(公告)日:2017-08-18

    申请号:CN201710248849.4

    申请日:2017-04-17

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C19/5656

    Abstract: 本发明公开了一种单片式谐振加速度计陀螺仪结构,包括三框架式全解耦陀螺仪、两个谐振梁构成的谐振式加速度计,谐振式加速度计的输入端水平侧通过解耦梁与锚点固定,竖直侧与陀螺仪通过耦合梁相连接;谐振式加速度计的惯性敏感质量单元由陀螺仪质量构成。本发明的一种单片式谐振加速度计陀螺仪结构,可以有效测量垂直纸面的角运动和竖直方向的线加速度,并且具有体积小、结构紧凑、设计简单、精度高的优点。

    直接频率输出的三框架式双质量硅微机械陀螺仪

    公开(公告)号:CN107063222A

    公开(公告)日:2017-08-18

    申请号:CN201710248848.X

    申请日:2017-04-17

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C19/5621

    Abstract: 本发明公开了一种直接频率输出的三框架式双质量硅微机械陀螺仪,包括下层玻璃基底、引线层、键合层和上层硅结构层,在下层玻璃基底的上表面溅射金属作为引线层,在下层玻璃基底上设有覆盖引线层和下层玻璃基底的键合层,通过键合层把上层硅结构层悬置于下层玻璃基底之上;上层硅结构层包括两个上层硅微机械子结构和耦合连接梁,两个上层硅微机械子结构关于结构竖直中心轴对称。本发明可以有效抑制线加速度和温度等共模误差的影响,更好地实现结构解耦,减小结构的正交误差,而且把检测的位移变化转化为音叉谐振器的频率变化,输出的频率信号稳定性好,不易受噪声干扰,在传输和处理过程中也不易出现误差。

    一种提高常压封装硅微陀螺零偏性能的系统

    公开(公告)号:CN106017449A

    公开(公告)日:2016-10-12

    申请号:CN201610372696.X

    申请日:2016-05-31

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01C19/56

    Abstract: 本发明公开了一种提高常压封装硅微陀螺零偏性能的系统,包括:包括硅微陀螺结构、驱动闭环电路和开环检测电路,所述硅微陀螺结构包括驱动轴向结构和检测轴向结构;驱动轴向结构和驱动闭环电路组成驱动闭环回路,驱动闭环回路用于保证驱动模态的等效质量沿X轴方向恒幅恒频振动;检测轴向结构依次连接电容电压转换放大电路、开关解调电路和低通滤波器,驱动轴向结构通过相位补偿电路连接至开关解调电路,驱动轴向结构上并联驱动闭环电路;所述开环检测电路包括电容电压转换放大电路、相位补偿电路、开关解调电路和低通滤波器。

    单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计

    公开(公告)号:CN105911309A

    公开(公告)日:2016-08-31

    申请号:CN201610473126.X

    申请日:2016-06-24

    Applicant: 东南大学

    CPC classification number: G01P15/125

    Abstract: 本发明公开了一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计,包括下层玻璃基底、引线层、键合层和上层硅结构层,底层为玻璃基底,在玻璃基底的上表面溅射金属作为引线层,在玻璃基底和引线层上设有键合层,通过键合层把硅结构层悬置于玻璃基底之上;整个上层硅结构层的可动结构由唯一的锚点支撑;上层硅结构层包括固定支撑框架和四个上层硅微机械子结构,上层硅微机械子结构按逆时针方向依次排列;其中,第一和第三、第二和第四上层硅微机械子结构分别形成一组加速度测量模块。本发明不仅可以有效抑制基底材料和硅材料的材料属性不匹配所带来的影响,而且可以消除键合时产生的残余应力以及环境变化时的热应力以及实现两正交方向之间的解耦。

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