[實用新型]基于微諧振器的高精度溫度測量系統

有效

• 申請號: 201420455223.2
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN204064504U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 施芹;湯衛豐;夏國明;裘安萍;蘇巖;丁衡高
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01K7/32
• 分類號: G01K7/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于微諧振器的高精度溫度測量系統，其特征在于，包括微諧振器（200）、驅動電路（300）、測頻電路（400）和溫度標定電路（500），其中驅動電路（300）與微諧振器（200）構成閉環回路，驅動電路（300）的輸出端與測頻電路（400）的輸入端相連，測頻電路（400）的輸出端與溫度標定電路（500）的輸入端相連；所述微諧振器（200）包括雙端固支音叉（202）、平板電容和基底（210），其中雙端固支音叉（202）和平板電容設置在基底（210）上。

2.根據權利要求1所述的基于微諧振器的高精度溫度測量系統，其特征在于，所述微諧振器（200）中的平板電容包括第一平板電容、第二平板電容、第三平板電容、第四平板電容、第五平板電容和第六平板電容，其中第一平板電容、第二平板電容、第三平板電容和第四平板電容為驅動平板電容，第五平板電容和第六平板電容為檢測平板電容，第一固定極板（203a）與第一活動極板（204a）組成第一平板電容，第二固定極板（203b）與第二活動極板（204b）組成第二平板電容，第三固定極板（203c）與第一活動極（204a）組成第三平板電容，第四固定極板（203d）與第二活動極板（204b）組成第四平板電容，第五固定極板（205a）與第一活動極板（204a）組成第五平板電容，第六固定極板（205b）與第二活動極板（204b）組成第六平板電容；其中第一固定極板（203a）、第二固定極板（203b）、第三固定極板（203c）、第四固定極板（203d）、第五固定極板（205a）和第六固定極板（205b）固定設置在基底（210）上；所述雙端固支音叉（202）通過第一錨點（201a）和第二錨點（201b）固定在基底（210）上；基底（210）上還設置有第一檢測電極（206a）、第二檢測電極（206b）、第一驅動電極（206c）和第二驅動電極（206d），第一驅動電極（206c）的輸入端與驅動電路（300）相連，第一驅動電極（206c）的輸出端同時與第一固定極板（203a）、第三固定極板（203c）相連，第二驅動電極（206d）的輸入端與驅動電路（300）相連，第二驅動電極（206d）的輸出端同時與第二固定極板（203b）、第四固定極板（203d）相連；第一檢測電極（206a）和第二檢測電極（206b）分別與第五固定極板（205a）和第六固定極板（205b）相連。

3.根據權利要求2所述的基于微諧振器的高精度溫度測量系統，其特征在于，所述驅動電路（300）包括跨阻放大器（301）、幅度檢測電路（302）、PI控制電路（303）、乘法器（304）和直流偏置電路（305），其中微諧振器（200）的第一檢測電極（206a?）和第二檢測電極（206b）連接到跨阻放大器（301）的輸入端，跨阻放大器（301）的輸出端同時與幅度檢測電路（302）和乘法器（304）的輸入端相連，幅度檢測電路（302）的輸出端與PI控制電路（303）的輸入端相連，PI控制電路（303）的輸出端與乘法器（304）的輸入端相連，乘法器（304）的輸出端與微諧振器（200）的第一驅動電極（206c）和第二驅動電極（206d）相連；直流偏置電路（305?）與微諧振器（200）的第一驅動電極（206c）和第二驅動電極（206d）相連。

4.根據權利要求3所述的基于微諧振器的高精度溫度測量系統，其特征在于，所述測頻電路（400）包括鑒相器（401）、環路濾波器（402）和壓控振蕩器（403），驅動電路（300）的跨阻放大器（301）連接到鑒相器（401）的輸入端，鑒相器（401）的輸出端與環路濾波器（402）的輸入端相連，環路濾波器（402）的輸出端與壓控振蕩器（403）的輸入端相連，壓控振蕩器（403）的輸出端與鑒相器（401）的輸入端相連。?

5.根據權利要求4所述的基于微諧振器的高精度溫度測量系統，其特征在于，所述溫度標定電路（500）包括平方電路（501）和增益控制電路（502）；平方電路（501）的輸入端與環路濾波器（402）的輸出端相連，平方電路（501）的輸出端與增益控制電路（502）的輸入端相連。

6.根據權利要求1所述的基于微諧振器的高精度溫度測量系統，其特征在于，微諧振器（200）的材料為單晶硅且采用集成加工工藝使微諧振器（200）、驅動電路（300）、測頻電路（400）加工在同一單晶硅晶片上。?