中国科学院团队提出双模方案 提升MEMS加速度计性能
2025-11-18 11:58
来源:中国科学院
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中国科学院航天信息研究所邹旭东教授带领的研究团队,针对微机电系统(MEMS)谐振加速度计长期面临的温度漂移和测量盲区两大难题,提出了一种创新性的双模工作方案。该方案通过有效解耦器件差分光束的工作频率,显著提高了传感器的精度和性能,研究成果已发表于《微系统与纳米工程》杂志。

DMCS的工作原理和实验装置。

研究显示,当两个光束分别工作在第一和第二谐振模式时,不仅增强了温度补偿效果,还减轻了模式局域化效应,这一效应通常是导致测量盲区的主要原因。双模设计还保持了光束的几何对称性,这对于减少温度引起的误差、维持传感器性能的稳定性至关重要。实验数据进一步证实了该方案的有效性,与传统方法相比,双模方法可将温度引起的漂移降低280倍以上,具体数值上,温度漂移从约342 mg大幅降至1.19 mg。同时,艾伦偏差和功率谱密度(PSD)分析显示,低频噪声显著降低,提升了加速度计的精度和长期稳定性。此外,该设计还解决了波束工作频率相交时的盲区问题,消除了两个差分波束之间的频率重叠。

邹旭东教授团队强调,这种双模技术为提升MEMS加速度计性能提供了一种经济高效的途径,使其在惯性导航和振动监测等应用领域展现出更大的价值。

更多信息: Bingchen Zhu 等人,《基于双模操作方法的差分 MEMS 谐振加速度计的温度漂移抑制和测量死区消除》,《微系统与纳米工程》 (2025)。期刊信息: 微系统与纳米工程

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