[发明专利]一种硅微机械结构振动幅度的电学测量方法

摘要

本发明公开了一种硅微机械结构振动幅度的电学测量方法，属于微机械结构位移测量的技术领域。所述测量方法利用动态信号分析仪得到以正弦交流调制电压频率为中心的单边带频谱，由相邻两个单边带电压幅值比得到振动幅度比，结合测量的检测平板电容的平板初始间距，进而确定待测硅微机械振动幅度。本发明操作方法简单，易于实现；能够在同频干扰下测得硅微机械结构的谐振幅度，不需要后续的高通滤波器、解调、低通滤波等环节，减少了硬件的开销；测量的结果不依赖于接口电路的电学参数及调制电压的幅度，提高了测量方法的可靠性。

主权项

一种硅微机械结构振动幅度的电学测量方法，其特征在于，针对静电驱动具有驱动梳齿电容和振动检测电容的硅微机械结构，具体包括如下步骤：步骤1，测量振动检测电容CS的初始平板间距g0；步骤2，在金电极层上的电极施加电信号：与驱动梳齿电容相连的电极接正弦交流驱动电压Vd(t)，与质量块相连的电极接包含直流偏置分量Vdc的正弦交流调制电压Vc(t)；步骤3，金电极层上与检测电容相连的电极连接跨阻放大器负输入端，跨阻放大器正输入端接信号地，动态信号分析仪与跨阻放大器输出端连接；步骤4，确定交流驱动电压Vd(t)幅值以及频率、正弦交流调制电压Vc(t)幅值、直流偏置分量Vdc幅值后，利用动态信号分析仪对跨阻放大器输出信号处理得到以正弦交流调制电压频率ωc为中心的单边带频谱；步骤5，计算相邻两个单边带电压幅值比r(x0)，由单边带电压幅值比r(x0)反推得到振动幅度比x0；步骤6，由步骤1测得的振动检测电容CS的初始平板间距g0以及步骤6所述的振动幅度比x0，得到待测硅微机械结构振动幅度。