電磁激勵微諧振式傳感器的設計與制作

圖7中前兩根曲線分別是壓力傳感器的中、下諧振器的壓力輸出曲線。可以看出，兩者的線性度較差，線性相關系數R2分別為0.996 6和0.999 6，靈敏度(曲線斜率)分別為144.16、81.612 Hz／kPa。最后一根曲線是將上面兩個諧振器的輸出信號作差分得出的輸出曲線，其線性相關系數R2為0.999 9，線性度明顯好于單個諧振器輸出，靈敏度為225.77 Hz／kPa，高于前兩者。這充分證明了差分輸出的效果，無論從靈敏度和線性度上都好于單個諧振器輸出。此壓力傳感器滿量程刻度為120 kPa，滿量程時頻率漂移量為27.331 kHz，相當于諧振器固有頻率的38％。此壓力傳感器為試樣，故測試還不夠完善，存在系統誤差，這些都對最后的測試結果產生影響，有待于進行進一步的試驗。

4 結 論

利用微電子機械加工技術成功研制出電磁激勵一電磁拾振硅諧振梁式壓力傳感器。該傳感器的諧振器在空氣中的品質因素Q值大于1 200，真空中的Q值大于7 000。采用閉環自激振蕩方式，測定壓力傳感器的壓力特性在壓力測試0～120 kPa內，差分輸出的結果優于單個諧振梁的輸出結果。差分輸出結果的線性相關系數為0.999 9，靈敏度為225.77 Hz／kPa。