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1、第25卷第2期传感技术学报Vol.25摇No.22012年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb.2012*RapidMeasurementMethodforMicro鄄MachinedResonators*XINGWeiwei,ZHANGXiaocan,FANShangchun,TANGZhangyang(SchoolofInstrumentationScience&Opto鄄electronicsEngineering,Beijing100191)Abstract:Toreducemeasurementtim
2、eofmicro鄄machinedresonatorandimprovemeasurementefficiency,anovelfrequencycharactermeasurementmethodformicro鄄machinedresonatorbasedonpiezoresistivedetectionisputforward.AnOhmphasesensitivedetector(Ohm鄄PSD),anintegratorandMCUareusedtoachievetheeffectivedetectionofweaksignal.Thephas
3、edetectingfunctionofthe‘Ohm鄄PSD爷isachievedbythedetectiveresistancewithmultiplyingthereferencesignalandmeasuredsignalusingOhm爷slaw.Theintegrationofthemultiplicationresultsiscarriedouttorestraintheinterferenceandnoise;MCUisusedtoprocessthesamplingdatainintegration.Experimentalresul
4、tsshowthattheequivalentinputnoiseofrapidmeasurementmethodprototypeis2.7nV/Hz,andmeasurementtimeateveryfrequencypointis4ms.ComparingitwiththecommercialLock鄄inamplifier(LIA),measurementefficiencyincreasesgreatly.Keywords:micro鄄machinedresonators;piezoresistivedetection;weaksignalde
5、tection;cross鄄correlationdetection;SNR;rapidmeasurementEEACC:7230M;7220;7310G;1280摇摇摇摇doi:10.3969/j.issn.1004-1699.2012.02.011*微机械谐振器的快速测试方法*邢维巍,张晓灿,樊尚春,汤章阳(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191)摘摇要:为了缩短微机械谐振器的测量时间,提高测量效率。提出了一种针对压阻检测的微谐振器的频率特性测试新方法,该方法利用欧姆鉴相器,积分器和微处理器实现对微弱信号的有效检测。欧姆鉴相器以检测
6、电阻为鉴相器,利用欧姆定律实现参考信号和被测信号的乘法鉴相运算;通过积分器实现对鉴相结果的积分运算,抑制干扰和噪声;微处理器用于对积分数据的采样并处理。实验结果表明:微谐振器快速测试方法样机的等效输入噪声指标约为2.7nV/Hz,单频率点的测量时间为4ms,与商用锁相放大器(LIA)相比,测量效率大大提高了。关键词:微机械谐振器;压阻检测;微弱信号检测;互相关检测;信噪比;快速测量中图分类号:TP212.1;TN911.6摇摇摇摇文献标识码:A摇摇摇摇文章编号:1004-1699(2012)02-0198-04摇摇谐振式微传感器是基于谐振测量原理的传感电
7、子、无线传输、图像处理、光电检测等领域,得到了[7-11]器,当被测量作用到传感器上,会引起敏感元件谐振广泛的应用。国内学者针对压阻检测的微机械频率的变化,通过测量谐振频率的变化值,就可以得谐振器,提出了专用微弱信号检测方法。文献[12]中到被测量的值。谐振式微传感器具有体积小、重量提出了一种直接相关检测的方法,与传统的锁相放大[1-2]轻、精度高、稳定性好的优良特性。其中压阻检器相比,提高了信噪比;文献[13]中介绍了一种分时测的谐振式微传感器有体积小,结构简单,容易检测正交相关检测的方法,可以同时检测输出幅值和相[3-5]的优点,得到了广泛的应用。但
8、是对于微机械位;这两种方法有个共同的缺点:测量时间长。由于谐振器,其输出的信号幅
