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谐振式加速度微光电开关传感器先容
 
更新时间:2014.11.16 浏览次数:
 

  硅谐振梁式加速度光电开关传感器,塔形敏感质量块M悬挂在与其中心线平行且对称的两根水平支承悬臂梁上,悬臂梁另一端固定在框架上。在中心轴线,同样有一根用于信号检测的谐振悬臂梁。被测加速度使敏感质量块M转换成载荷作用于悬臂梁上,导致悬臂梁产生拉伸或压缩应变,硅梁的谐振频率发生变化,其变化量与被测加速度成正比。支承梁比谐振梁短而厚,其长度比与厚度比由谐振频率的灵敏度决定。若给定以下尺寸:硅框基底4*4*1.3mm3,敏感质量块1.55*2*0.3mm3,支承ivws0.35*0.2*0.022mm3,谐振梁0.7*0.2*0.0055mm3,则梁的长度比为0.5,厚度比为4.以此尺寸构成的整个悬挂系统固有频率约为1.5khz。谐振梁尺寸由基本谐振频率100khz不受加速度作用时和灵敏度决定,这个谐振频率值100khz应比整个悬挂的谐振频率1.5khz高出几十倍。

  工作时交变电压和直流偏压加在制作在谐振梁表面的激励电阻上,使谐振梁沿中心轴线方向产生交变热应力,若其固有频率与谐振梁谐振频率一致,硅梁将产生谐振,其上检测电阻将感受到谐振轴向交变应力,阻值也按谐振频率变化,由检测电桥输出同频变化的电压信号。当有沿垂直方向的加速度作用于敏感质量块m上时,质量块m将沿z轴方向向下移动,使支承梁弯曲。因谐振梁与支承梁厚度不同,两者的中性轴不在同一个平面上,导致谐振梁产生拉伸应变,该应变将附加在交变热应力上,改变无质量块m作用时自身谐振频率,其改变量与质量块m被测加速度成函数关系。

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