CN108803680A - 一种mems传感器的控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种MEMS传感器的控制装置及方法，其中的装置包括：光纤激光器、激光器电源、位移调节平台、驱动控制器、微机电系统MEMS传感器和处理器；光纤激光器的激光发射光纤头与位移调节平台固定，光纤激光器与激光器电源连接，位移调节平台与驱动控制器连接，激光器电源、驱动控制器和MEMS传感器均与处理器连接。本发明通过激光在MEMS传感器的感应面产生的作用力，作为对MEMS传感器的控制力，并通过对光纤激光器的发射功率的调整来调节控制力的大小，实现了被动式光学反馈控制，不依赖于MEMS传感器反馈的振动信号，因此不易受外界干扰，控制精度高。
Description
技术领域
本发明涉及MEMS控制技术领域，具体涉及一种MEMS传感器的控制装置及方法。
背景技术
MEMS传感器是应用微机电系统(Microelectro Mechanical Systems，MEMS)的一类高灵敏度传感器件，为了使传感器保持良好的响应速率和精度，需要对其进行反馈控制，现有的控制方法一般利用测量得到的MEMS传感器的振动信号，根据预设的控制逻辑，向传感器反馈一个控制力来达到优化控制的目的，这种方法容易受到外界噪声和电磁波的影响，导致控制精度不高。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种MEMS传感器的控制装置及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种MEMS传感器的控制装置。
包括：光纤激光器、激光器电源、位移调节平台、驱动控制器、微机电系统MEMS传感器和处理器；
所述光纤激光器的激光发射光纤头与所述位移调节平台固定，所述光纤激光器与所述激光器电源连接，所述位移调节平台与所述驱动控制器连接，所述激光器电源、所述驱动控制器和所述MEMS传感器均与所述处理器连接；
所述驱动控制器，用于驱动所述位移调节平台将所述激光发射光纤头向正对所述MEMS传感器的感应面的方向移动，并向所述处理器发送位移信号；
所述处理器，用于当根据所述位移信号，确定所述位移平台的位移达到第一阈值时，通过所述驱动控制器驱动所述位移调节平台停止移动，并通过所述激光发射器控制所述光纤发射器发射激光；
所述处理器，还用于根据所述MEMS发送的传感信号，通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种应用于上述MEMS传感器的控制装置的控制方法，包括：
所述驱动控制器驱动所述位移平台将所述激光发射光纤头向正对所述MEMS传感器的感应面的方向移动，并向所述处理器发送位移信号；
当所述处理器根据所述位移信号，确定所述位移调节平台的位移达到第一阈值时，所述处理器通过所述驱动控制器驱动所述位移调节平台停止移动，并通过所述激光发射器控制所述光纤发射器发射激光；
所述处理器根据所述MEMS发送的传感信号，通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
本发明的有益效果是：通过激光在MEMS传感器的感应面产生的作用力，作为对MEMS传感器的控制力，并通过对光纤激光器的发射功率的调整来调节控制力的大小，实现了被动式光学反馈控制，不依赖于MEMS传感器反馈的振动信号，因此不易受外界干扰，控制精度高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种MEMS传感器的控制装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种MEMS传感器的控制方法的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101、光纤激光器，1011、激光发射光纤头，102、激光器电源，103、位移调节平台，1031、步进位移平台，1032、压电陶瓷微位移平台，104、驱动控制器，105、微机电系统MEMS传感器，1051、感应面，106、处理器，107、固定装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的一种MEMS传感器的控制装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：光纤激光器101、激光器电源102、位移调节平台103、驱动控制器104、微机电系统MEMS传感器105和处理器106；
所述光纤激光器101的激光发射光纤头1011与所述位移调节平台103固定，所述光纤激光器101与所述激光器电源102连接，所述位移调节平台103与所述驱动控制器104连接，所述激光器电源102、所述驱动控制器104和所述MEMS传感器105均与所述处理器106连接；
所述驱动控制器104，用于驱动所述位移调节平台103将所述激光发射光纤头1011向正对所述MEMS传感器105的感应面1051的方向移动，并向所述处理器106发送位移信号；
具体的，如图1所示，MEMS传感器竖直固定于固定装置107上，位移调节平台103与固定装置107垂直，并设置于同一水平台面上，这样可以保证激光发射光纤头1011向正对感应面1051的方向移动。
所述处理器106，用于当根据所述位移信号，确定所述位移调节平台103的位移达到第一阈值时，通过所述驱动控制器104驱动所述位移调节平台103停止移动，并通过所述激光器电源102控制所述光纤发射器101发射激光；
具体的，激光发射光纤头1011与感应面1051之间的距离要确保在一定范围(一般为10～50纳米)时，才能保证激光正常施加控制力。这里，激光发射光纤头1011的初始位置与感应面1051之间的距离已经过精确标定并输入处理器106中，位移调节平台开始移动后，处理器根据预先标定的距离和位移调节平台返回的位移信号，实时计算激光发射光纤头1011与感应面1051之间的距离，并在该距离满足要求时使位移调节平台103停止移动。
所述处理器，还用于根据所述MEMS传感器发送的传感信号，通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
具体的，MEMS传感器被施加控制力后，其传感信号会发生变化，通过对传感信号的分析，处理器可通过激光器电源调节光纤激光器的发射功率，从而改变对MEMS传感器市价的控制力。
本发明实施例提供的一种MEMS传感器的控制装置，利用激光在MEMS传感器的感应面产生的作用力，作为对MEMS传感器的控制力，并通过对光纤激光器的发射功率的调整来调节控制力的大小，实现了被动式光学反馈控制，不依赖于MEMS传感器反馈的振动信号，因此不易受外界干扰，控制精度高。
可选地，在该实施例中，如图1所示，所述位移调节平台103包括步进位移平台1031和压电陶瓷微位移平台1032，所述步进位移平台1031与所述压电陶瓷微位移平台1032连接，所述压电陶瓷微位移平台1032与所述激光发射光纤头1011连接；
所述处理器106，具体用于通过所述驱动控制器104驱动所述步进位移平台1031移动，当确定所述步进位移平台1031的位移达到第二阈值时，驱动所述压电陶瓷微位移平台1032移动，直至所述步进平台1031的位移达到所述第一阈值。
具体的，步进位移平台1031的移动精度不能满足位移控制的精确度要求，为了保证位移的精确，驱动控制器104先驱动步进位移平台1031移动第二阈值，当激光发射光纤头1011与感应面1051之间的距离达到一定值，例如1微米时，驱动压电陶瓷微位移平台1032继续移动，从而保证位移的精确度满足控制要求。
可选地，在该实施例中，所述处理器106，具体用于根据所述MEMS传感器105发送的传感信号，判断所述激光发射光纤头1011发出的激光是否为蓝失谐激光；
当所述激光发射光纤头1011发出的激光为蓝失谐激光时，通过所述激光器电源102按照设定参数调节所述光纤激光器101的发射功率。
具体的，MEMS传感器在蓝失谐激光的作用下的振幅要比在红失谐激光的作用下的振幅小，处理器根据这一特性，即可判断当前发射的激光是否为蓝失谐激光，并进一步通过控制激光器电源的控制电流
处理器按照设定的参数控制激光器电源改变其向光纤激光器输出的控制电流，从而改变光纤激光器的发射功率，以达到改变反馈增益的目的。
本发明还提供一种应用于上述MEMS传感器的控制装置的控制方法，如图2所示，该方法包括：
S201、所述驱动控制器驱动所述位移平台将所述激光发射光纤头向正对所述MEMS传感器的感应面的方向移动，并向所述处理器发送位移信号；
S202、当所述处理器根据所述位移信号，确定所述位移平台的位移达到第一阈值时，所述处理器通过所述驱动控制器驱动所述位移平台停止移动，并通过所述激光发射器控制所述光纤发射器发射激光；
S203、所述处理器根据所述MEMS传感器发送的传感信号，通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
可选地，在该实施例中，所述位移调节平台包括步进位移平台和压电陶瓷微位移平台，所述步进位移平台与所述压电陶瓷微位移平台连接，所述压电陶瓷微位移平台与所述激光发射光纤头连接；
所述处理器通过所述驱动控制器驱动所述步进位移平台移动，当确定所述步进位移平台的位移达到第二阈值时，驱动所述压电陶瓷微位移平台移动，直至所述步进平台的位移达到所述第一阈值。
可选地，在该实施例中，所述处理器根据所述MEMS传感器发送的传感信号，判断所述激光发射光纤头发出的激光是否为蓝失谐激光；
当所述激光发射光纤头发出的激光为蓝失谐激光时，所述处理器通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种MEMS传感器的控制装置，其特征在于，包括：光纤激光器、激光器电源、位移调节平台、驱动控制器、微机电系统MEMS传感器和处理器；
所述光纤激光器的激光发射光纤头与所述位移调节平台固定，所述光纤激光器与所述激光器电源连接，所述位移调节平台与所述驱动控制器连接，所述激光器电源、所述驱动控制器和所述MEMS传感器均与所述处理器连接；
所述驱动控制器，用于驱动所述位移调节平台将所述激光发射光纤头向正对所述MEMS传感器的感应面的方向移动，并向所述处理器发送位移信号；
所述处理器，用于当根据所述位移信号，确定所述位移调节平台的位移达到第一阈值时，通过所述驱动控制器驱动所述位移平台停止移动，并通过所述激光器电源控制所述光纤发射器发射激光；
所述处理器，还用于根据所述MEMS发送的传感信号，通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位移调节平台包括步进位移平台和压电陶瓷微位移平台，所述步进位移平台与所述压电陶瓷微位移平台连接，所述压电陶瓷微位移平台与所述激光发射光纤头连接；
所述处理器，具体用于通过所述驱动控制器驱动所述步进位移平台移动，当确定所述步进位移平台的位移达到第二阈值时，驱动所述压电陶瓷微位移平台移动，直至所述步进平台的位移达到所述第一阈值。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述处理器，具体用于根据所述MEMS传感器发送的传感信号，判断所述激光发射光纤头发出的激光是否为蓝失谐激光；
当所述激光发射光纤头发出的激光为蓝失谐激光时，通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
4.一种应用于如权利要求1-3任一项所述的MEMS传感器的控制装置的控制方法，其特征在于，包括：
所述驱动控制器驱动所述位移平台将所述激光发射光纤头向正对所述MEMS传感器的感应面的方向移动，并向所述处理器发送位移信号；
当所述处理器根据所述位移信号，确定所述位移调节平台的位移达到第一阈值时，所述处理器通过所述驱动控制器驱动所述位移调节平台停止移动，并通过所述激光器电源控制所述光纤发射器发射激光；
所述处理器根据所述MEMS传感器发送的传感信号，通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述位移调节平台包括步进位移平台和压电陶瓷微位移平台，所述步进位移平台与所述压电陶瓷微位移平台连接，所述压电陶瓷微位移平台与所述激光发射光纤头连接；
所述处理器通过所述驱动控制器驱动所述步进位移平台移动，当确定所述步进位移平台的位移达到第二阈值时，驱动所述压电陶瓷微位移平台移动，直至所述步进平台的位移达到所述第一阈值。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述处理器根据所述MEMS传感器发送的传感信号，判断所述激光发射光纤头发出的激光是否为蓝失谐激光；
当所述激光发射光纤头发出的激光为蓝失谐激光时，所述处理器通过所述激光器电源按照设定参数调节所述光纤激光器的发射功率。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1115703A (zh) * | 1994-04-18 | 1996-01-31 | 三菱电机株式会社 | 激光加工设备及其控制方法 |
| WO2009129303A2 (en) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Icx Tactical Platforms Corp. | Detection platforms |
| CN101852915A (zh) * | 2010-04-23 | 2010-10-06 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种微电子机械传感器的被动光学反馈控制方法及装置 |
| CN102062787A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-05-18 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种微电子机械传感器的选择性模态自激励方法及装置 |
| CN102788888A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-11-21 | 中国科学院电工研究所 | 扫描探针显微镜进针装置及方法 |
| CN102914417A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-02-06 | 无锡微奥科技有限公司 | 一种电热式微镜的自动测试系统及方法 |
| JP2013094816A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Omron Corp | 焦点調整装置およびレーザ加工装置 |
| CN103808967A (zh) * | 2014-02-23 | 2014-05-21 | 北京航空航天大学 | 一种基于石英音叉探针的原子力显微镜的成像系统 |
| CN104697474A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-06-10 | 无锡惠科电工高新技术有限公司 | 一种新型对中检测装置 |
-
2018
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1115703A (zh) * | 1994-04-18 | 1996-01-31 | 三菱电机株式会社 | 激光加工设备及其控制方法 |
| WO2009129303A2 (en) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Icx Tactical Platforms Corp. | Detection platforms |
| CN101852915A (zh) * | 2010-04-23 | 2010-10-06 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种微电子机械传感器的被动光学反馈控制方法及装置 |
| CN102062787A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-05-18 | 中国科学院武汉物理与数学研究所 | 一种微电子机械传感器的选择性模态自激励方法及装置 |
| JP2013094816A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Omron Corp | 焦点調整装置およびレーザ加工装置 |
| CN102788888A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-11-21 | 中国科学院电工研究所 | 扫描探针显微镜进针装置及方法 |
| CN102914417A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-02-06 | 无锡微奥科技有限公司 | 一种电热式微镜的自动测试系统及方法 |
| CN103808967A (zh) * | 2014-02-23 | 2014-05-21 | 北京航空航天大学 | 一种基于石英音叉探针的原子力显微镜的成像系统 |
| CN104697474A (zh) * | 2015-03-10 | 2015-06-10 | 无锡惠科电工高新技术有限公司 | 一种新型对中检测装置 |
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