成果介绍
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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成果亮点
本发明具有如下优势:
(1)本发明采用由待测量(如温度、加速度等)改变谐振器的拱形梁高度的检测方式,通过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。
(2)本发明通过热电流对拱形结构产生了模态耦合,拱形高度的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。
(3)本发明中半圆环形锚点设计较常规锚点的轴向应力更小,使得谐振梁在锚点处拥有更小的锚点能量损失,结构具有更高的品质因数。
团队介绍
李城鑫、其他成员:赵纯:1987年8月出生,湖北武汉人,博士。2005至2009年在华中科技大学控制科学与工程系学习,获得测控技术及仪器专业工学学士学位,2009至2010年在英国伦敦帝国理工学院电子与电气工程学院学习,获得模拟与数字集成电路设计专业硕士学位,2011-2015年在英国南安普顿大学电子与计算机学院学习,获得MEMS(微机电系统)方向博士学位。
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