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公开(公告)号：CN107255737B
公开(公告)日：2019-12-10
申请号：CN201710353163.1
申请日：2017-05-18
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01P15/12
摘要： 本发明公开了一种基于磁场方向改变的隧道磁阻式加速度计装置及其测量方法，不仅装置体积小易加工，测量灵敏度和精度也有了显著提高。其中装置包括顶层结构、底层结构、中间层结构以及四个锚点，四个锚点设置在底层结构四角上，并连接于顶层结构和底层结构之间，中间层结构通过四个锚点支撑在底层结构与顶层结构之间。本发明能够产生磁场垂直于隧道磁阻传感器且励磁结构的厚度更大可实现更强的局部磁场，从而实现更高灵敏度的隧道磁阻效应；同时由于采用四根挠性挠性杆支撑梁连接质量块与锚点，在杠杆作用下，灵敏度和测量精度得到了显著提高；同时本加速度计结构简单、体积小、易于加工；具有磁场强度可控、灵敏度可调等优点。
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公开(公告)号：CN106597839B
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201611120617.2
申请日：2016-12-08
申请人： 东南大学
摘要： 本发明提供一种基于负刚度效应的MEMS陀螺自动模态匹配控制装置，采用了外部校准信号输入，并以此获得所需的模态匹配控制量。外部校准信号由两组频率不同的余弦信号a和b叠加而成，一组频率高于驱动模态的中心频率，一组低于驱动模态的中心频率，且二者与驱动模态的中心频率的频差相等，以此来实现自动模态匹配，而不需要额外的参考量。该装置抑制了在模态匹配过程的信号耦合和干扰。使用两路与驱动信号同频差的校准信号，PI控制器参考信号设置为0即可，不需要开环寻找参考点。该装置中，校准信号以力反馈的形式加载在检测机构上，将检测机构置于反馈回路中，充分发挥检测模态的幅频特性，使得校准信号的经过检测机构的输出幅度较大。
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公开(公告)号：CN109142785B
公开(公告)日：2021-03-23
申请号：CN201811049089.5
申请日：2018-09-10
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01P15/08 , G01P15/105 , G01P15/13
摘要： 本发明提供如了一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置，包括：顶部隧道磁阻传感元件结构、中部敏感部件结构、底部隧道磁阻传感元件结构，中部敏感部件结构为3D打印而成；中部结构通过3D立体支撑梁支撑在基座之上，分别位于中部结构的上下两侧，且关于中部结构上下对称布置。本发明采用3D打印代替硅微加工工艺，尺寸精确、加工便捷；敏感部件采用3D立体支撑梁，在测量上具有可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强等优点，支撑梁和质量块都使用尼龙材料进行3D打印而来，其在水平方向有较好的位移能力，同时在垂直方向有更好的抑制能力；立体支撑梁采用双层“U型”梁相反布置，能有效增强敏感部件的稳定性，提高装置的可靠性。
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公开(公告)号：CN108225295B
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN201711308363.1
申请日：2017-12-11
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01C19/5621
摘要： 本发明公开了一种基于音叉驱动效应的三轴微陀螺仪，包括上层陀螺仪结构和下层玻璃衬底，上层陀螺仪结构由左机械结构、右机械结构、中间机械结构、上横梁、下横梁、短梁以及锚点组成，中间机械结构中设计了基于音叉驱动的转向机构，通过对左、右机械结构的X轴单一方向驱动，实现其X轴的简谐驱动和中间机械结构敏感质量Y轴的简谐驱动，保证了不同轴之间驱动频率的一致性。当外界有角速度输入时，敏感质量受到科里奥利力而产生位移。本发明采用双敏感质量设计和变间距式电容差分检测，能够抑制温度，结构应力，加速度等共模干扰；本发明结构对称布置，稳定性好，抗干扰能力强。
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公开(公告)号：CN106771351B
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201611059050.2
申请日：2016-11-25
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了基于数字相频检测法的谐振式加速度计频率锁定电路装置，由硅微谐振式微加速度计的两组信号敏感电极、两组力矩反馈电极以及两组恒幅稳频控制电路组成。每组恒幅稳频控制电路包括检测接口电路、解调滤波电路、AD采样电路、比较器电路、FPGA控制算法、DA转换电路、驱动接口电路，硅微谐振式微加速度计的信号敏感电极与检测接口电路相连接、硅微谐振式微加速度计的力矩反馈电极与驱动接口电路相连接。本发明采用分开获取信号幅值和相位信息的方法，能够用低速率高精度的AD实现幅值的高精度采样，同时采用高速比较器对信号进行转换以保留信号的相位信息，从而实现了高转换速率和量化精度的协调，提高了测控电路的整体精度。
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公开(公告)号：CN110082564A
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201910462371.4
申请日：2019-05-30
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01P15/105 , G01P21/00
摘要： 本发明公开了基于反馈电容力矩器的隧道磁阻式加速度计闭环控制电路。包括隧道磁阻式加速度计结构、隧道磁阻传感器模块、仪表放大电路、解调滤波电路、PID控制电路、反馈力施加电路、加速度信号。隧道磁阻式加速度计具有灵敏度高、噪声性能好的优点；隧道磁阻传感器模块采用推挽式桥结构，可增大隧道磁阻传感器的检测灵敏度，抑制信号中的共模干扰；同时隧道磁阻传感器模块采用交流调制的工作方式，可消除空间中磁场的干扰；利用PID控制电路，进行误差信号的跟踪，直至误差信号消失，可快速的实现闭环系统的校正；采用差动电容力矩器实现反馈力校正，可将惯性质量块约束在中心位置附近，实现隧道磁阻式加速度计的闭环控制，增大系统的稳定性。
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公开(公告)号：CN107655465A
公开(公告)日：2018-02-02
申请号：CN201710747280.6
申请日：2017-08-28
申请人： 东南大学
IPC分类号： G01C19/5621 , G01P5/00 , G01P15/097
摘要： 本发明公开了一种基于两级杠杆放大原理的谐振式仿生毛发流速、加速度微传感器，包括上层毛发结构，中层硅微传感器结构和下层玻璃衬底。本发明上层毛发采用微加工工艺直接加工或者采用微组装工艺粘合在中层硅微传感器结构上；中层硅微传感器结构通过锚点键合在下层玻璃衬底上；下层玻璃衬底设有键合点、电极和信号引线。中层硅微传感器结构包含两级杠杆力放大机构，当有X轴方向外界流速或加速度输入时，外界流速作用于毛发所产生的拖曳力或加速度产生的惯性力经过放大，分别反相作用在两个双端固定音叉谐振器上，从而实现信号差分检测，且输出信号为频率数字信号，有利于电路的数字化。本发明结构对称布置，测量精度高，抗干扰能力强，性能可靠。
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公开(公告)号：CN106771351A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611059050.2
申请日：2016-11-25
申请人： 东南大学
摘要： 本发明公开了基于数字相频检测法的谐振式加速度计频率锁定电路装置，由硅微谐振式微加速度计的两组信号敏感电极、两组力矩反馈电极以及两组恒幅稳频控制电路组成。每组恒幅稳频控制电路包括检测接口电路、解调滤波电路、AD采样电路、比较器电路、FPGA控制算法、DA转换电路、驱动接口电路，硅微谐振式微加速度计的信号敏感电极与检测接口电路相连接、硅微谐振式微加速度计的力矩反馈电极与驱动接口电路相连接。本发明采用分开获取信号幅值和相位信息的方法，能够用低速率高精度的AD实现幅值的高精度采样，同时采用高速比较器对信号进行转换以保留信号的相位信息，从而实现了高转换速率和量化精度的协调，提高了测控电路的整体精度。
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公开(公告)号：CN110261640B
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN201910565537.5
申请日：2019-06-27
申请人： 东南大学
摘要： 本发明提出一种基于隧道磁阻效应的MEMS微流速传感器主要包括圆柱型硅毛发体、第一隧道磁阻传感器、第二隧道磁阻传感器、绝缘层和底层基座组成；其中，绝缘层位于底层基座的正上方，圆柱型硅毛发体安装在绝缘层的中心位置，第一隧道磁阻传感器和第二隧道磁阻传感器安装在绝缘层的两侧并关于圆柱型硅毛发体对称分布，圆柱型硅毛发体的顶部包含刻蚀的电磁激励线圈用于产生磁场。采用高灵敏度的隧道磁阻效应进行流速信号检测，具有饱和磁场低、工作磁场小、灵敏度高、温度系数小、测量带宽大等优点，同时提出的基于隧道磁阻效应的MEMS微流速传感器具有结构简单、体积小、灵敏度高、测量精度高等优点。
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