CN114814290A - 一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法 - Google Patents
一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114814290A CN114814290A CN202210501559.7A CN202210501559A CN114814290A CN 114814290 A CN114814290 A CN 114814290A CN 202210501559 A CN202210501559 A CN 202210501559A CN 114814290 A CN114814290 A CN 114814290A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- acceleration
- closed
- acceleration sensor
- top layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 title claims abstract description 101
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 208000033999 Device damage Diseases 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/03—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses by using non-electrical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法，三轴闭环加速度传感器包括：沿竖直方向自上而下依次设置的顶层结构、加速度敏感结构和底层镜面结构，加速度敏感结构和顶层结构构成法布里珀罗干涉腔，沿竖直方向，加速度敏感结构和顶层结构之间的高度为法布里珀罗干涉腔的腔长；顶层结构用于接收红外光，红外光依次穿射顶层结构和加速度敏感结构后在法布里珀罗干涉腔内发生多次反射，并最终穿透底层镜面结构形成多光束干涉；加速度敏感结构包括质量块，质量块可沿竖直方向移动，腔长根据质量块的移动距离变化，随之使穿射底层镜面结构的多光束干涉光强发生变化；利用顶层结构、底层镜面结构上的金属电极层形成静电力反馈调制。
Description
技术领域
本发明涉及加速度传感器技术领域，具体涉及一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法。
背景技术
法布里珀罗腔是由两块相互平行的镜面组成的光腔结构，光入射后会在腔内发生多重反射与透射，进而发生多重反射光、透射光的干涉。随着微机电系统(MEMS)技术的发展，MEMS法布里珀罗腔开始受到广泛关注，当前其应用领域主要在于高精度干涉仪上。
激光入射法布里珀罗微光腔后，其反射光与透射光各自形成干涉，干涉光强随腔长改变而发生周期性变化，这一特性可被用于制造基于微光腔的加速度传感器。然而，由于该类加速度传感器分辨率与量程的矛盾性，现有报道大都量程受限，仅能测量±1g以内的加速度，无法实现高强度振动环境下的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法，以能够实现传感器的集成度提升和量程拓展。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种三轴闭环加速度传感器，所述三轴闭环加速度传感器包括：沿竖直方向自上而下依次设置的顶层结构、加速度敏感结构和底层镜面结构，所述加速度敏感结构和所述顶层结构构成法布里珀罗干涉腔，沿所述竖直方向，所述加速度敏感结构和所述顶层结构之间的高度为所述法布里珀罗干涉腔的腔长；所述顶层结构用于接收红外光，所述红外光依次穿射所述顶层结构和所述加速度敏感结构后进入法布里珀罗干涉腔，并在法布里珀罗干涉腔内发生多次反射，多束反射光分别穿射所述底层镜面结构，穿射后形成多光束干涉；所述加速度敏感结构包括质量块，所述质量块可沿竖直方向移动，所述腔长根据所述质量块的移动距离变化，所述法布里珀罗干涉腔用于根据所述腔长变化改变所述多光束干涉的强度；所述底层镜面结构用于构成所述法布里珀罗干涉腔的下表面、并输出多光束干涉光。
可选择地，所述顶层结构包括镜面主体和电极部分，所述电极部分包括多个“L”型电极，且多个“L”型电极阵列设置于所述镜面主体上，每个所述“L”型电极具有“1”部和“一”部，所述“1”部贯穿所述镜面主体设置，所述“一”部贴设与所述镜面主体靠近所述加速度敏感结构的一侧；所述“1”部构造为硅穿孔电极，所述“一”部构造为金属电极。
可选择地，所述顶层结构和所述加速度敏感结构之间还设置有绝缘层，所述绝缘层用于防止所述顶层结构和所述加速度敏感结构之间产生电气连接。
可选择地，所述加速度敏感结构还包括弹簧梁支撑件和结构框体，所述质量块位于所述结构框体的几何中心，所述弹簧梁支撑件连接所述质量块和所述结构框体，以用于支撑所述质量块沿竖直方向上的移动。
可选择地，所述加速度敏感结构还包括接触凸台，所述接触凸台支撑于所述结构框体和所述底层镜面结构之间，以用于给所述质量块提供活动空间。
可选择地，所述底层镜面结构包括底层主体、接触电极和外部电极，所述底层镜面结构靠近所述加速度敏感结构的一侧构造为电极面，所述接触电极和所述外部电极均设置于所述电极面上，并且，所述接触电极同时连接所述接触凸台和所述外部电极，以通过所述接触电极贯通所述外部电极和所述加速度敏感结构。
可选择地，所述底层主体靠近所述加速度敏感结构的一侧开设有2个U型槽，2个所述U型槽关于所述底层主体的长度的中线对称设置，2个所述U型槽之间设置有第二金属电极，所述U型槽中设置有ASIC电路，每个所述U型槽的另一侧分别设置一组接触电极和外部电极，
可选择地，所述接触电极和所述接触凸台连接以形成封闭结构，所述外部电极位于所述封闭结构之外，且所述外部电极具有多个，多个所述外部电极间隔设置。
本发明还提供一种加速度监测系统，所述加速度监测系统包括上述的基于半导体微光腔的三轴闭环加速度传感器，还包括：相干光源和光强检测模块，所述相干光源用于发出红外光，所述光强检测模块用于接收所述透射光和所述反射光，以生成光强检测结果，并根据所述光强检测结果提供负反馈，以确保系统稳定性。
本发明还提供一种基于上述的加速度监测系统的加速度监测方法，所述监测方法包括：
S1：控制相干光源发射红外光；
S2：利用加速度传感器内部的法布里珀罗干涉腔对红外光进行调制，得到多光束干涉光；
S3：控制所述光强检测模块接收所述多光束干涉光，并生成光强检测结果；
S4：根据所述光强检测结果，利用PID闭环控制算法，得到反馈变量；
S5：根据所述反馈变量对所述腔长进行反馈，使所述腔长恢复至初始状态。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用MEMS与ASIC结合的方式，将传感单元与电路单元相结合，提升了系统的集成度；同时创新性的采用多层键合结构，在垂直方向实现了质量块位移的闭环调节，实现了加速度传感器的量程扩展。
附图说明
图1为本发明所提供的三轴闭环加速度传感器的结构示意图；
图2为本发明所提供的加速度监测系统的结构示意图；
图3为本发明所提供的加速度敏感结构的结构示意图；
图4为本发明所提供的三轴闭环加速度传感器的工作原理示意图；
图5为本发明所提供的三轴闭环加速度传感器的制造过程示意图。
附图标记说明
1-顶层结构；11-“一”部；12-“1”部；13-光学窗；2-加速度敏感结构；21-弹簧梁支撑件；22-质量块；23-接触凸台；24-结构框体；3-底层镜面结构；31-第二金属电极；32-接触电极；33-外部电极；4-绝缘层；41-相干光源；42-光强检测模块。
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。
实施例
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种三轴闭环加速度传感器，参考图1所示，所述三轴闭环加速度传感器包括：沿竖直方向自上而下依次设置的顶层结构1、加速度敏感结构2和底层镜面结构3，所述加速度敏感结构2和所述顶层结构1构成法布里珀罗干涉腔，沿所述竖直方向，所述加速度敏感结构2和所述顶层结构1之间的高度为所述法布里珀罗干涉腔的腔长；所述顶层结构1用于接收红外光，所述红外光依次穿射所述顶层结构1和所述加速度敏感结构2后进入法布里珀罗干涉腔，并在法布里珀罗干涉腔内发生多次反射，多束反射光分别穿射所述底层镜面结构3，穿射后形成多光束干涉；所述加速度敏感结构2包括质量块22，所述质量块22可沿竖直方向移动，所述腔长根据所述质量块22的移动距离变化，所述法布里珀罗干涉腔用于根据所述腔长变化改变所述多光束干涉的强度；所述底层镜面结构3用于构成所述法布里珀罗干涉腔的下表面、并输出多光束干涉光。
可选择地，参考图1所示，所述顶层结构1包括镜面主体和电极部分，所述电极部分包括多个“L”型电极，且多个“L”型电极阵列设置于所述镜面主体上，每个所述“L”型电极具有”1”部12和”一”部11，所述”1”部12贯穿所述镜面主体设置，所述”一”部11贴设与所述镜面主体靠近所述加速度敏感结构2的一侧；所述”1”部12构造为硅穿孔电极，所述”一”部11构造为金属电极。
此外，参考图2所示，多个“L”型电极为4个，因此，四个”一”部11之间的无电极部分形成光学窗13，光学窗13用于透过红外线，因此，光学窗13下方不布置任何电极。
可选择地，所述顶层结构1和所述加速度敏感结构2之间还设置有绝缘层4，所述绝缘层4用于防止所述顶层结构1和所述加速度敏感结构2之间产生电气连接。
当然，在本发明中，顶层结构1和加速度敏感结构2之间采用键合技术连接。
可选择地，参考图1和图3所示，所述加速度敏感结构2还包括弹簧梁支撑件21和结构框体24，所述质量块22位于所述结构框体24的几何中心，所述弹簧梁支撑件21连接所述质量块22和所述结构框体24，以用于支撑所述质量块22沿竖直方向上的移动。
这里，弹簧梁支撑件21为具有弹簧性质的支撑梁结构，一般可采用直梁、折叠梁、蛇形梁等结构，本发明不做具体限制。
参考图1，为了避免加速度敏感结构2在移动过程中与底层镜面结构3接触，所述加速度敏感结构2还包括接触凸台23，所述接触凸台23支撑于所述结构框体24和所述底层镜面结构3之间，以用于给所述质量块22提供活动空间。
在本发明中，加速度敏感结构2为一体化结构，且由常规MEMS制造工艺组合形成，其包括光刻、刻蚀、沉积和溅射等。
可选择地，参考图1和图2所示，所述底层镜面结构3包括底层主体、接触电极32和外部电极33，所述底层镜面结构3靠近所述加速度敏感结构2的一侧构造为电极面，所述接触电极32和所述外部电极33均设置于所述电极面上，并且，所述接触电极32同时连接所述接触凸台23和所述外部电极33，以通过所述接触电极32贯通所述外部电极33和所述加速度敏感结构2。
由于加速度敏感结构2为一体化结构，因此，加速度敏感结构2中的基础凸台、结构框架、弹簧梁支撑件21以及质量块22均与接触电极32有电气连接，从而能够通过外部电极33接通外部电气。
可选择地，参考图1所示，所述底层主体靠近所述加速度敏感结构2的一侧开设有2个U型槽，2个所述U型槽关于所述底层主体的长度的中线对称设置，2个所述U型槽之间设置有第二金属电极31，所述U型槽中设置有ASIC电路34，每个所述U型槽的另一侧分别设置一组接触电极32和外部电极33。
这里，底层主体的长度方向为图2中平行于纸面的方向，每个U型槽的另一侧为与2个U型槽之间的相对一侧。
此外，由于”一”部11金属电极和第二金属电极31的存在，可分别对顶层结构1和底层镜面结构3施加静电电压V上和V下，因而加速度敏感结构2始终保持零电势。且由于ASIC电路34的存在，能够控制静电偏置电压V上和V下，从而使得质量块22稳定在一定的移动范围内，进而确保本发明的加速度传感器性能的稳定性。
可选择地，参考图2所示，所述接触电极32和所述接触凸台23连接以形成封闭结构，所述外部电极33位于所述封闭结构之外，且所述外部电极33具有多个，多个所述外部电极33间隔设置。
由此，本领域技术人员能够想到的是，每个外部电极33对应连接有一个接触电极32，因此，在进行具体设计时，可以设计多个接触凸台23、多个接触电极32和多个外部电极33，且每个接触凸台23、接触电极32和外部电极33一一对应设置。
本发明还提供一种加速度监测系统，参考图2所示，所述加速度监测系统包括上述的基于半导体微光腔的三轴闭环加速度传感器，还包括：相干光源41和光强检测模块42，所述相干光源41用于发出红外光，所述光强检测模块42用于接收所述透射光和所述反射光以生成光强检测结果，并根据所述光强检测结果提供负反馈，以确保系统稳定性。
本发明还提供一种基于上述的加速度监测系统的加速度监测方法，所述监测方法包括：
S1：控制相干光源41发射红外光；
S2：利用加速度传感器内部的法布里珀罗干涉腔对红外光进行调制，参考图4所示，得到多光束干涉光；
这里，透射光和反射光各自形成干涉，干涉光强随腔长改变而发生周期性变化。
S3：控制所述光强检测模块42接收所述多光束干涉光，并生成光强检测结果；因此，光强检测模块42在接收到腔长变化量、所述透射光和所述反射光之后，能够根据腔长变化量，得出外部加速度，其透射光和反射光的光强变化量为重力加速度。
S4：根据所述光强检测结果，利用PID闭环控制算法，得到反馈变量；
这里，PID闭环控制算法即为：比例积分微分控制算法，当然，本领域技术人员也可以采用其他算法，本发明不做具体限制。
具体地，通过分析光强值变化大小，利用PID闭环控制算法，启用电压控制电路，改变改变静电偏置电压，产生平衡作用力，为系统提供负反馈，从而将质量块22拉回初始平衡位置。
通过快速的PID控制，能够保证系统在变加速度条件下，质量块22始终保持在距离中心位置不远的微小范围内。通过静电偏置电压的大小，即可反推出当前的加速度值。
该测试方法相比于单纯通过光强来检测加速度的方式，优势在于避免了因冲击、振动过大导致的器件损坏、电极吸合、超量程测试等问题，系统具备更强的稳定性。
S5：根据所述反馈变量对所述腔长进行反馈，使所述腔长恢复至初始状态。
除此之外，参考图5所示，本发明的三轴闭环加速度传感器的制造方法如下：
参考图5(a)，利用高温湿氧化法在原始单晶硅片的底部形成氧化膜，得到单晶硅片；
参考图5(b)，对所述单晶硅片进行初步处理，得到初步处理后的单晶片硅，其中，所述初步处理包括利用光刻、湿法腐蚀祛除目标位置的氧化硅，并在所述目标位置处刻蚀出大型U型槽；
参考图5(c)，在所述初步处理后的单晶硅片上溅射第二金属电极31；
参考图5(d)，制造顶层结构1，其中，所述制造顶层结构1包括，利用硅穿孔技术形成电极部分；
获取单晶硅晶圆；这里，单晶硅晶圆用于形成加速度敏感结构2。
参考图5(e)，键合单晶硅片和单晶硅晶圆；
参考图5(f)，采用磨削抛光法，减薄单晶硅晶圆，并利用氧化钾刻蚀出接触凸台23，得到处理后的单晶硅晶圆；
参考图5(g)，图形化处理后的单晶硅晶圆，以形成结构框架、弹簧梁支撑件21和质量块22；
获取包括2个U型槽和ASIC电路34的第一单晶硅晶圆；
参考图5(h)，键合所述第一单晶硅晶圆和单晶硅晶圆。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用MEMS与ASIC结合的方式，将传感单元与电路单元相结合，提升了系统的集成度；同时创新性的采用多层键合结构，在垂直方向实现了质量块位移的闭环调节，实现了加速度传感器的量程扩展。
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 (10)
1.一种三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述三轴闭环加速度传感器包括：
沿竖直方向自上而下依次设置的顶层结构(1)、加速度敏感结构(2)和底层镜面结构(3)，
所述加速度敏感结构(2)和所述顶层结构(1)构成法布里珀罗干涉腔，沿所述竖直方向，所述加速度敏感结构(2)和所述顶层结构(1)之间的高度为所述法布里珀罗干涉腔的腔长；
所述顶层结构(1)用于接收红外光，所述红外光依次穿射所述顶层结构(1)和所述加速度敏感结构(2)后进入法布里珀罗干涉腔，并在法布里珀罗干涉腔内发生多次反射，多束反射光分别穿射所述底层镜面结构(3)，穿射后形成多光束干涉；
所述加速度敏感结构(2)包括质量块(22)，所述质量块(22)可沿竖直方向移动，所述腔长根据所述质量块(22)的移动距离变化，所述法布里珀罗干涉腔用于根据所述腔长变化改变所述多光束干涉的强度；
所述底层镜面结构(3)用于构成所述法布里珀罗干涉腔的下表面、并输出多光束干涉光。
2.根据权利要求1所述的三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述顶层结构(1)包括镜面主体和电极部分，所述电极部分包括多个“L”型电极，且多个“L”型电极阵列设置于所述镜面主体上，每个所述“L”型电极具有”1”部(12)和”一”部(11)，所述”1”部(12)贯穿所述镜面主体设置，所述”一”部(11)贴设与所述镜面主体靠近所述加速度敏感结构(2)的一侧；所述”1”部(12)构造为硅穿孔电极，所述”一”部(11)构造为金属电极。
3.根据权利要求1所述的三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述顶层结构(1)和所述加速度敏感结构(2)之间还设置有绝缘层(4)，所述绝缘层(4)用于防止所述顶层结构(1)和所述加速度敏感结构(2)之间产生电气连接。
4.根据权利要求1所述的三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述加速度敏感结构(2)还包括弹簧梁支撑件(21)和结构框体(24)，所述质量块(22)位于所述结构框体(24)的几何中心，所述弹簧梁支撑件(21)连接所述质量块(22)和所述结构框体(24)，以用于支撑所述质量块(22)沿竖直方向上的移动。
5.根据权利要求4所述的三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述加速度敏感结构(2)还包括接触凸台(23)，所述接触凸台(23)支撑于所述结构框体(24)和所述底层镜面结构(3)之间，以用于给所述质量块(22)提供活动空间。
6.根据权利要求5所述的三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述底层镜面结构(3)包括底层主体、接触电极(32)和外部电极(33)，所述底层镜面结构(3)靠近所述加速度敏感结构(2)的一侧构造为电极面，所述接触电极(32)和所述外部电极(33)均设置于所述电极面上，并且，所述接触电极(32)同时连接所述接触凸台(23)和所述外部电极(33)，以通过所述接触电极(32)贯通所述外部电极(33)和所述加速度敏感结构(2)。
7.根据权利要求6所述的三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述底层主体靠近所述加速度敏感结构(2)的一侧开设有2个U型槽，2个所述U型槽关于所述底层主体的长度的中线对称设置，2个所述U型槽之间设置有第二金属电极(31)，所述U型槽中设置有ASIC电路(34)，每个所述U型槽的另一侧分别设置一组接触电极(32)和外部电极(33)。
8.根据权利要求6或7所述的三轴闭环加速度传感器，其特征在于，所述接触电极(32)和所述接触凸台(23)连接以形成封闭结构，所述外部电极(33)位于所述封闭结构之外，且所述外部电极(33)具有多个，多个所述外部电极(33)间隔设置。
9.一种加速度监测系统，其特征在于，所述加速度监测系统包括根据权利要求1-8中任意一项所述的基于半导体微光腔的三轴闭环加速度传感器，还包括：相干光源(41)和光强检测模块(42)，所述相干光源(41)用于发出红外光，所述光强检测模块(42)用于接收所述透射光和所述反射光，以生成光强检测结果，并根据所述光强检测结果提供负反馈，以确保系统稳定性。
10.一种根据权利要求9中所述的加速度监测系统的加速度监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
S1：控制相干光源(41)发射红外光；
S2：利用加速度传感器内部的法布里珀罗干涉腔对红外光进行调制，得到多光束干涉光；
S3：控制所述光强检测模块(42)接收所述多光束干涉光，并生成光强检测结果；
S4：根据所述光强检测结果，利用PID闭环控制算法，得到反馈变量；
S5：根据所述反馈变量对所述腔长进行反馈，使所述腔长恢复至初始状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210501559.7A CN114814290A (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210501559.7A CN114814290A (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114814290A true CN114814290A (zh) | 2022-07-29 |
Family
ID=82513980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210501559.7A Pending CN114814290A (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114814290A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114814291A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 西安中科华芯测控有限公司 | 一种半导体微光腔加速度传感器芯片及其监测系统和方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6763718B1 (en) * | 2001-06-26 | 2004-07-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Micro-electro-mechanical systems ultra-sensitive accelerometer with independent sensitivity adjustment |
| CN102080972A (zh) * | 2009-11-30 | 2011-06-01 | 西门子公司 | 外腔式光纤法布里-珀罗传感器及振动监测系统和方法 |
| CN110850587A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 西安交通大学 | 一种腔长可调型mems法布里珀罗腔 |
| CN112285380A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 合肥工业大学 | 一种光学式mems加速度传感器及其制备方法 |
| CN114414845A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-29 | 西安交通大学 | 一种芯片级集成式法布里珀罗光学mems加速度传感器 |
| CN114814291A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 西安中科华芯测控有限公司 | 一种半导体微光腔加速度传感器芯片及其监测系统和方法 |
-
2022
- 2022-05-09 CN CN202210501559.7A patent/CN114814290A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6763718B1 (en) * | 2001-06-26 | 2004-07-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Micro-electro-mechanical systems ultra-sensitive accelerometer with independent sensitivity adjustment |
| CN102080972A (zh) * | 2009-11-30 | 2011-06-01 | 西门子公司 | 外腔式光纤法布里-珀罗传感器及振动监测系统和方法 |
| CN110850587A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-28 | 西安交通大学 | 一种腔长可调型mems法布里珀罗腔 |
| CN112285380A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-29 | 合肥工业大学 | 一种光学式mems加速度传感器及其制备方法 |
| CN114414845A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-29 | 西安交通大学 | 一种芯片级集成式法布里珀罗光学mems加速度传感器 |
| CN114814291A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 西安中科华芯测控有限公司 | 一种半导体微光腔加速度传感器芯片及其监测系统和方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114814291A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-29 | 西安中科华芯测控有限公司 | 一种半导体微光腔加速度传感器芯片及其监测系统和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8503701B2 (en) | Optical sensing in a directional MEMS microphone | |
| US5780885A (en) | Accelerometers using silicon on insulator technology | |
| CN206751385U (zh) | Mems微反射镜设备和电气装置 | |
| CA2672797C (en) | Micro-mirror actuator having encapsulation capability and method for the production thereof | |
| US8726730B1 (en) | Optically transduced MEMS gyro device | |
| CN105594114B (zh) | 光学模块 | |
| JP6789438B2 (ja) | 光走査装置およびその制御方法 | |
| CN114414845B (zh) | 一种芯片级集成式法布里珀罗光学mems加速度传感器 | |
| CN114814290A (zh) | 一种三轴闭环加速度传感器及其监测系统和方法 | |
| CN114487479A (zh) | 一种灵敏度及量程可调的法珀加速度敏感芯片及加工方法 | |
| CN114814291A (zh) | 一种半导体微光腔加速度传感器芯片及其监测系统和方法 | |
| JP2001004658A (ja) | ２軸半導体加速度センサおよびその製造方法 | |
| CN104406526A (zh) | 脉冲微位移传感器及其测量位移的方法 | |
| CN104406525A (zh) | 光栅组微位移传感器及其测量位移的方法 | |
| US11015980B2 (en) | Infrared radiation sensors and methods of manufacturing infrared radiation sensors | |
| US7301137B2 (en) | Cantilever light detectors having a mechanical cantilever to mechanically respond to illuminated light | |
| WO2019109639A1 (zh) | 利用soi片制作高精度mems惯性传感器的方法及重力加速度传感器 | |
| JP2011196966A (ja) | 慣性センサ | |
| JP3333285B2 (ja) | 半導体センサ | |
| KR100239113B1 (ko) | 힘 센서 장치 | |
| US20010054316A1 (en) | Method of manufacturing inertial force sensor | |
| JP2003107104A (ja) | 振動センサ | |
| US11789253B2 (en) | Capacitance sensing in a MEMS mirror structure | |
| CN104406524B (zh) | 组合光栅微位移传感器及其测量位移的方法 | |
| Wolter et al. | Improved layout for a resonant 2D micro scanning mirror with low operation voltages |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |