[發明專利]一種基于微波干涉的微振動傳感器和感測方法有效
| 申請號： | 201910070432.2 | 申請日： | 2019-01-25 |
| 公開（公告）號： | CN109883534B | 公開（公告）日： | 2021-08-27 |
| 發明（設計）人： | 王兵;張鐵犁;葛萌;劉曉旭;張修建;張鵬程;高翌春 | 申請（專利權）人： | 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院 |
| 主分類號： | G01H9/00 | 分類號： | G01H9/00 |
| 代理公司： | 北京國之大銘知識產權代理事務所(普通合伙) 11565 | 代理人： | 張偉鳳 |
| 地址： | 100076 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 微波 干涉 振動 傳感器 方法 | ||
1.一種基于微波干涉的微振動傳感器，其特征在于，包括微懸臂梁、敏感質量塊、微波諧振腔和讀出電路，其中
所述微懸臂梁安裝在所述微波諧振腔的上方，所述敏感質量塊固定連接在所述微懸臂梁頂部，所述微懸臂梁和敏感質量塊感測被測物體的微振動并根據所述微振動發生微位移；
所述微波諧振腔發射第一微波信號，并接收所述微懸臂梁和敏感質量塊的微位移所反射的第二微波信號；
所述讀出電路提取所述第二微波信號并進行數據處理，根據所述微位移與所述被測物體的微振動加速度的比例關系進行計算并實現對所述被測物體的微振動加速度的測量。
2.根據權利要求1所述的微振動傳感器，其特征在于，所述微懸臂梁為薄膜懸臂梁。
3.根據權利要求2所述的微振動傳感器，其特征在于，所述微懸臂梁的材料為Si3N4。
4.根據權利要求2所述的微振動傳感器，其特征在于，所述微懸臂梁包括多層石墨烯。
5.根據權利要求1所述的微振動傳感器，其特征在于，所述微波諧振腔采用同軸開放式結構，包括中心導體，所述中心導體與所述微懸臂梁之間存在間隙，所述中心導體用于感測所述間隙變化產生的電場變化。
6.根據權利要求5所述的微振動傳感器，其特征在于，所述中心導體使用絕緣介質填充。
7.根據權利要求1所述的微振動傳感器，其特征在于，所述第一微波信號為固定頻率的微波信號或規律變化的微波信號。
8.根據權利要求1所述的微振動傳感器，其特征在于，所述讀出電路為零差干涉儀結構。
9.一種如權利要求1-8中任一項所述的微振動傳感器的感測方法，其特征在于，包括：
微波諧振腔發射第一微波信號至所述微懸臂梁；
被測物體發生微振動，敏感質量塊和微懸臂梁感測所述微振動，并根據所述微振動發生微位移，所述微位移改變所述微波諧振腔的中心導體與所述微懸臂梁之間的間隙的長度；
所述微波諧振腔接收所述微懸臂梁反射的第二微波信號；
讀出電路提取所述第二微波信號進行信號處理，并根據所述微位移與所述被測物體的微振動加速度的比例關系測量所述被測物體的微振動加速度。
10.根據權利要求9所述的感測方法，其特征在于，所述微位移改變所述微波諧振腔的中心導體與所述微懸臂梁之間的間隙的長度中進一步包括：
所述微位移改變所述間隙長度以改變所述微波諧振腔的諧振頻率和品質因數。
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