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[发明专利]基于弱耦合微机械谐振器的高灵敏度电压测量装置及测量方法-CN201910144732.0有效
发明人：常洪龙;梁家驹;严子木;康昊;郝永存 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-02-27 - 公布日： 2021-02-02 - 主分类号： G01R19/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种高灵敏度电压测量方法及装置，属于电子测量仪器领域。包括了电压测量芯片及信号处理电路，电压测量芯片包括了不低于两个，通过机械耦合梁或者静电耦合连接在一起的弱耦合谐振器、电压输入电极、检测电极和驱动电极。电压信号的输入将改变电压输入电极与谐振器形成的静电负刚度，从而改变弱耦合谐振器系统的总刚度，谐振器系统刚度的变化会使得谐振器能量分布出现急剧失衡，作为输出的两个谐振器的幅值比会剧烈变化，因此，以两谐振器幅值比作为输出可实现超高灵敏的电压测量；输出的两个谐振器都设计有两组检测电极，可实现对于单谐振器的振幅实现差分检测，不仅可以增强信号的强度还消除由驱动电极与检测电极之间存在的电势差引起的馈通电容信号干扰，可以大幅提升测量信号的稳定性与准确度。基于谐振式电压计的测量方法可实时对待测电压信号进行连续测量并且具有较强的抗干扰能力，弥补了数字电压表显示不连续、抗干扰能力差的缺点。
基于耦合微机谐振器灵敏度电压测量装置测量方法

[发明专利]基于弱耦合微机械谐振器的微弱静电场测量装置及方法-CN201910144728.4有效
发明人：常洪龙;严子木;梁家驹;康昊;郝永存 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-02-27 - 公布日： 2021-01-15 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于弱耦合微机械谐振器的微弱静电场测量装置及方法，属于微传感器技术(MEMS)领域。该电场强度测量芯片包括了通过机械耦合梁串联在一起的多个谐振器，电压输入电极、检测电极和驱动电极，通过桥型梁对多个谐振器进行弱耦合，该桥型耦合梁的设计可以释放由于加工过程中产生的轴向应力，保证了器件不受残余应力的影响。两个谐振器的输出信号均由两组检测电极检测引出并进行差分，增强信号的强度，消除由驱动电极与检测电极之间存在的电势差引起的馈通电容信号干扰，大幅提升测量信号的稳定性与准确度。谐振器两侧设计了大规模的梳齿阵容，均可用于敏感待测电场，提升了对待测电场强度的测量灵敏度，并保证了超高精度的静电场测量以及对环境噪声的抑制力。
基于耦合微机谐振器微弱静电场测量装置方法

[发明专利]基于模态局部化效应的微弱磁场测量装置及方法-CN201910542599.4在审
发明人：常洪龙;李文牧;严子木;叶芳 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2019-06-21 - 公布日： 2019-12-06 - 主分类号： G01R33/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种高灵敏度磁场测量方法及装置，属于电子测量仪器领域。包括磁场测量芯片及测试信号的处理方法。芯片包括不少于两个的弱耦合谐振器、驱动电极、检测电极和外侧的栅型结构。通过驱动电极在弱耦合谐振器中施加交变电流，芯片置入垂直磁场时，谐振器受到变化的洛伦兹力产生简谐振动；外界磁场变化时，谐振器的振动状态随之变化。同时，在栅型结构上施加直流电流，其受到水平方向洛伦兹力，改变其与弱耦合谐振器之间的静电负刚度，使得弱耦合谐振器系统的能量分布出现剧烈失衡。输出谐振器两侧设计两组检测电极，实现单谐振器振幅差分检测，消除馈通电容干扰，通过测量谐振器振幅差可以实现微弱磁场强度的高灵敏度测量；本发明可实现微弱磁场的实时测量并具有较强的抗干扰能力，具有较高的使用意义。
谐振器弱耦合高灵敏度检测电极洛伦兹力驱动电极微弱磁场栅型结构振幅差施加芯片磁场测量芯片电子测量仪器抗干扰能力输出谐振器谐振器系统测量谐振测试信号垂直磁场磁场测量单谐振器简谐振动交变电流能量分布实时测量外界磁场振动状态直流电流静电分检测两组置入通电测量失衡

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