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题名新型光学加速度传感器动力学性能设计
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作者
孔维军
贾书海
杨佳
王军
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机构
西安交通大学理学院光信息科学与技术系
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出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2007年第9期95-97,100,共4页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10477015)
教育部"新世纪优秀人才支持计划"资助项目(NCET-05-0843)
陕西省科技攻关计划资助项目(2004K05-G14)
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文摘
针对一种新型光学加速度传感器设计了一种简单实用的微弹性机械结构，它是通过MEMS工艺在硅片上加工出来。通过能量法和有限元模拟法（ANSYS8．0）对弹性臂的弹性系数和动力学振动系统的一阶固有频率进行了分析与模拟，根据传感器的性能要求选取了微弹性机械结构的参数，并对传感器的性能进行了分析模拟。结果表明：设计是合理可行的，根据参数确定传感器的量程约为±395m／s^2，测量频率约为1～4．5kHz。
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关键词
光学加速度传感器
动力学系统
微机电系统
有限元方法
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Keywords
optical acceleration sensor
dynamic system
MEMS
finite element method
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分类号
TP212.14
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于菲涅耳微透镜的光学加速度传感器原理研究
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作者
孔维军
贾书海
杨佳
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机构
西安交通大学理学院光信息科学与技术系
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出处
《应用光学》
CAS
CSCD
2007年第4期435-438,444,共5页
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基金
国家自然科学基金(10477015)
教育部"新世纪优秀人才支持计划"(NCET-05-0843)
+1 种基金
陕西省科技攻关计划(2004K05-G14)
西安市科技攻关计划(GG05042)
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文摘
目前航空业惯性导航系统中广泛采用的加速度传感器存在抗电磁干扰(EMI)和电磁冲击(EMP)能力差等缺陷,针对此提出了一种基于菲涅耳衍射微透镜的光学加速度传感器,它能够有效地解决上述问题。该传感器的传感原理是把一个反光膜平行地置于微透镜的后方,根据微透镜前方汇聚点处光强的变化来敏感加速度的大小。通过F resnel-Kirchhoff衍射公式详细推导了传感器的光学原理,并且对光纤的偏移对光强的影响进行了计算机模拟分析。结果表明:光纤接收的光强对反光膜的位置具有纳米级的灵敏度,并且对光纤沿微透镜焦平面方向的偏移极其敏感,当此偏移超过2μm,光强就会下降至不足理想情况下的50%。验证性实验结果表明这种传感器的原理是正确的。
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关键词
光纤光学
菲涅耳衍射微透镜
光学加速度传感器
微机电系统
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Keywords
fiber optics
Fresnel diffractive microlens
optical acceleration sensor
MEMS
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分类号
TN25
[电子电信—物理电子学]
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