[發明專利]一種基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器及方法

有效

• 申請號: 202011643285.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112666367B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王軍波;梁天;陳德勇;劉博文;許超;齊文杰;佘旭
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01P15/08
• 分類號: G01P15/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，包括：

外殼(100)，呈圓柱環形狀，該圓柱環內部設有電解液(203)；

敏感核心(200)，包括至少兩對相同的陽極(201)和陰極(202)，所述陽極(201)和所述陰極(202)至少部分設于所述電解液(203)中，用于檢測轉動信號并使之轉化為電流輸出信號；

反饋核心，包括至少一對反饋電極(301)和至少一對磁鐵(302)，所述反饋電極(301)至少部分設于所述電解液(203)中，所述磁鐵(302)位于所述外殼(100)的上表面和下表面；所述反饋核心用于根據所述電流輸出信號產生反饋力，形成負反饋系統；

還包括：

反饋電路，與所述反饋核心連接，用于根據所述電流輸出信號產生反饋電流，所述反饋電流施加在所述反饋電極(301)上流經電解液產生反饋力。

2.根據權利要求1所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，還包括：

外部檢測電路，與所述敏感核心(200)連接，用于檢測所述電流輸出信號。

3.根據權利要求1所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，所述反饋核心和敏感核心(200)對稱分布于所述外殼(100)中心軸的兩側。

4.根據權利要求2所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，所述敏感核心(200)包括兩對相同的陽極(201)和陰極(202)，其按照陽極-陰極-陰極-陽極的順序排布。

5.根據權利要求4所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，所述反饋核心包括一對反饋電極(301)和一對磁鐵(302)，所述一對磁鐵(302)中的兩個磁鐵的磁極方向相同。

6.根據權利要求1所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，所述電解液(203)為可發生可逆氧化還原的電解質系統，包括：碘-碘化鉀、溴-溴化物或鐵氰化物-亞鐵氰化物。

7.根據權利要求1所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，所述外殼(100)包括流道蓋(101)和流道底板(102)，所述流道底板(102)的材料包括玻璃片、硅片。

8.根據權利要求1所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器，其特征在于，所述磁鐵(302)為永磁鐵，其材質包括釹鐵硼。

9.一種采用根據權利要求1～8任一所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器檢測振動信號的轉動分量的方法，包括：

S1，當外界由于振動產生角加速度時，所述敏感核心(200)將轉動信號轉換為輸出電流；

S2，外部檢測電路將所述輸出電流轉化為第一輸出信號；

S3，所述第一輸出信號經過所述反饋電路，得到反饋電流，所述反饋電流施加到所述反饋電極(301)上流經電解液產生反饋力，所述反饋力與外界振動力相疊加，產生第二輸出信號；

S4，根據所述第二輸出信號和所述反饋電流得到外界振動信號的轉動分量。

10.一種根據權利要求1～8任一所述的基于磁流體反饋的MEMS電化學角加速度傳感器的制備方法，包括：

S1，在玻璃片或硅片上通過MEMS工藝沉積金屬鉑制作敏感電極和反饋電極，所述玻璃片或硅片作為流道底板；

S2，將有機玻璃制作的流道蓋和所述流道底板通過環形組件進行組裝；

S3，在所述流道蓋上方和所述流道底板下方固定磁鐵。