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公开(公告)号：CN107643423A
公开(公告)日：2018-01-30
申请号：CN201711019975.9
申请日：2017-10-26
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01P15/097
Abstract: 本发明公开了一种基于模态局部化原理的微型谐振式加速度计，属于微机电系统(MEMS)领域。加速度计包括两个完全相同的可动质量块和三个通过机械耦合梁连接在一起的谐振器。本发明使用了三自由度的弱耦合谐振器，进一步增大了谐振器的灵敏度，从而增大了加速度计的灵敏度；每一个谐振器的内外两侧都设计有电容器极板，可实现对于单谐振器的振幅实现差分检测，不仅可以增强信号的强度还消除由驱动电极与检测电极之间存在的电势差引起的馈通电容信号干扰，可以大幅提升测量信号的稳定性与准确度；增加了刚度调节电极，实现了对工作点的灵活选取和线性工作范围的调整。
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公开(公告)号：CN108761134A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810356917.3
申请日：2018-04-20
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01P21/00
Abstract: 本发明涉及一种基于模态局部化的弱耦合谐振式传感器的线性化输出检测方法，属于微机电系统(MEMS)领域。该方法具体操作时包括如下步骤：步骤一：判断双谐振器为同相驱动或反相驱动状态，如为同相驱动，则选取一阶模态作为工作模态，如为反相驱动，则选取二阶模态作为工作模态；步骤二：检测两谐振器的振幅差(|X1(jω)‑X2(jω)|)，得到振幅差与待检测量之间的关系。本发明提出了一种基于模态局部化的弱耦合谐振式传感器的线性化输出方法，其采用了双谐振器驱动条件下的两个谐振器振幅差而不是振幅比作为传感器输出，其首次实现了弱耦合谐振式传感器的在分离点两侧的输出线性化。
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公开(公告)号：CN106645999A
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201610834554.0
申请日：2016-09-20
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01R29/24
CPC classification number: G01R29/24
Abstract: 本发明公开了一种超高灵敏度的微机械谐振式静电计的设计方法，属于微机电系统(MEMS)领域。该方法包含静电计表头的机械结构设计方法和测试电路的设计方法。机械结构的设计相对于现有技术采用可动的谐振器电荷输入极板，提高静电力到轴向应力的转换效率，增加微机械杠杆放大静电力以提高机械灵敏度，当有外部电荷输入时，谐振器Ⅰ受到的刚度扰动更大，模态局部化现象则更剧烈；同时本结构设计方法所提出的两种不同结构的谐振器均可采用差分检测结构，借助差分放大电路在检测谐振器振幅的同时可有效去除馈通信号，提高了检测信号的信噪比。测试电路的设计采用闭环测试方案：检测电极上的信号依次经过跨阻放大器、减法器、带通滤波器和比较器后加载到交流驱动电极上形成闭环回路；将两路减法器的输出分别进行整流滤波并相除即可得到反映两个谐振器振幅比的直流电压信号。闭环驱动检测电路可降低谐振器的幅值和频率噪声。
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公开(公告)号：CN104265080A
公开(公告)日：2015-01-07
申请号：CN201410490138.4
申请日：2014-09-23
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种固定于门上的红外感应提示装置。该装置包括对射式光电传感器、人体热释红外传感器、比较放大电路、音乐芯片、喇叭、发光二极管和电源；本发明可通过3M双面胶固定于门上；对射式红外传感器检测钥匙是否插入锁孔，钥匙插入锁孔时阻隔对射式红外传感器红外光路，对射式红外传感器输出的信号经过比较放大电路输出以驱动音乐芯片并使喇叭发声；人体热释红外传感器检测附近是否有人，附近有人时，其人体热释红外传感器输出的信号经过比较放大电路输出以驱动发光二极管发光；与市面上的众多带提示功能的智能门锁相比，本发明体积小、成本低廉、功耗低，可通过3M双面胶固定于门上从而保证可以广泛运用于大部分的门而不需要改变门的内部结构。
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公开(公告)号：CN108375371A
公开(公告)日：2018-08-07
申请号：CN201810024697.4
申请日：2018-01-11
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于模态局部化原理的微型谐振式加速度计，属于微机电系统(MEMS)领域。加速度计包括两个完全相同的可动质量块和四个弱耦合的谐振器。本发明使用了四自由度的弱耦合谐振器，采用了静电耦合与机械耦合两种耦合方式，大幅地增大了谐振器的灵敏度，从而大幅地增大了加速度计的灵敏度；每一个谐振器都设计有两组电容器极板，可实现单谐振器振幅的差分检测，不仅可以增强信号的强度还消除由驱动电极与检测电极之间存在的电势差引起的馈通电容信号的干扰，可以大幅提升测量信号的稳定性与准确度；设计了刚度调节电极，实现了对工作点的灵活选取和线性工作范围的调整。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108344900A
公开(公告)日：2018-07-31
申请号：CN201810024688.5
申请日：2018-01-11
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于模态局部化效应的大量程室温单电子分辨率静电计，属于微传感器技术领域。它基于多自由度弱耦合谐振器的模态局部化效应，通过检测两侧弱耦合谐振器的振幅比变化来检测输入电荷量。其包括谐振器Ⅰ201、谐振器Ⅲ203，谐振器Ⅰ201通过弹簧Ⅱ204与固定锚点连接；谐振器Ⅲ203通过弹簧Ⅲ207与固定锚点连接。其特征在于，还包括谐振器Ⅱ202，所述谐振器Ⅰ201与谐振器Ⅱ202通过耦合梁Ⅰ205连接，所述谐振器Ⅱ202与谐振器Ⅲ203通过耦合梁Ⅱ206连接，谐振器Ⅱ202通过弹簧Ⅱ208与固定锚点连接。本发明d的静电计不仅能够在室温下进行工作，而且具有数百万个电子的动态测量范围，能够同时实现室温条件下工作，大动态测量范围以及单电子分辨率的测量水平。
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公开(公告)号：CN107449491A
公开(公告)日：2017-12-08
申请号：CN201710580165.4
申请日：2017-07-17
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种基于模态局部化的多自由度弱耦合传感器的扰动定位方法，属于微机电系统(MEMS)领域。该方法利用多自由度弱耦合谐振器系统的反谐振点来设计一种质量传感器，两个耦合悬臂梁谐振器构成一个耦合谐振器系统，通过动态信号分析仪来分析两个悬臂梁谐振器的幅频响应曲线以观测其反谐振点变化，当谐振器2的反谐振频率发生变化的时候，我们可以判定谐振器1受到了质量扰动，当谐振器1的反谐振频率发生变化的时候，我们可以判定谐振器2受到了质量扰动，反谐振频率与质量干扰之间是一种线性关系，因此也可以通过反谐振频率的变化量来判定质量干扰的大小。
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公开(公告)号：CN107643423B
公开(公告)日：2020-05-12
申请号：CN201711019975.9
申请日：2017-10-26
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01P15/097
Abstract: 本发明公开了一种基于模态局部化原理的微型谐振式加速度计，属于微机电系统(MEMS)领域。加速度计包括两个完全相同的可动质量块和三个通过机械耦合梁连接在一起的谐振器。本发明使用了三自由度的弱耦合谐振器，进一步增大了谐振器的灵敏度，从而增大了加速度计的灵敏度；每一个谐振器的内外两侧都设计有电容器极板，可实现对于单谐振器的振幅实现差分检测，不仅可以增强信号的强度还消除由驱动电极与检测电极之间存在的电势差引起的馈通电容信号干扰，可以大幅提升测量信号的稳定性与准确度；增加了刚度调节电极，实现了对工作点的灵活选取和线性工作范围的调整。
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公开(公告)号：CN108761134B
公开(公告)日：2020-02-14
申请号：CN201810356917.3
申请日：2018-04-20
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01P21/00
Abstract: 本发明涉及一种基于模态局部化的弱耦合谐振式传感器的线性化输出检测方法，属于微机电系统(MEMS)领域。该方法具体操作时包括如下步骤：步骤一：判断双谐振器为同相驱动或反相驱动状态，如为同相驱动，则选取一阶模态作为工作模态，如为反相驱动，则选取二阶模态作为工作模态；步骤二：检测两谐振器的振幅差(|X1(jω)‑X2(jω)|)，得到振幅差与待检测量之间的关系。本发明提出了一种基于模态局部化的弱耦合谐振式传感器的线性化输出方法，其采用了双谐振器驱动条件下的两个谐振器振幅差而不是振幅比作为传感器输出，其首次实现了弱耦合谐振式传感器的在分离点两侧的输出线性化。
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公开(公告)号：CN106645999B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN201610834554.0
申请日：2016-09-20
Applicant: 西北工业大学
IPC: G01R29/24
Abstract: 本发明公开了一种超高灵敏度的微机械谐振式静电计的设计方法，属于微机电系统(MEMS)领域。该方法包含静电计表头的机械结构设计方法和测试电路的设计方法。机械结构的设计相对于现有技术采用可动的谐振器电荷输入极板，提高静电力到轴向应力的转换效率，增加微机械杠杆放大静电力以提高机械灵敏度，当有外部电荷输入时，谐振器Ⅰ受到的刚度扰动更大，模态局部化现象则更剧烈；同时本结构设计方法所提出的两种不同结构的谐振器均可采用差分检测结构，借助差分放大电路在检测谐振器振幅的同时可有效去除馈通信号，提高了检测信号的信噪比。测试电路的设计采用闭环测试方案：检测电极上的信号依次经过跨阻放大器、减法器、带通滤波器和比较器后加载到交流驱动电极上形成闭环回路；将两路减法器的输出分别进行整流滤波并相除即可得到反映两个谐振器振幅比的直流电压信号。闭环驱动检测电路可降低谐振器的幅值和频率噪声。
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