[發明專利]使用了MEMS諧振器的諧振型傳感器和諧振型傳感器的檢測方法

在審

• 申請號: 202180032768.5
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN115485535A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 中村邦彥
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;B81B3/00;G01P3/42;G01P15/097;G01C19/5649;H01L29/84;H03H9/24;G01K7/32
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔣巍

1.一種諧振型傳感器，使用了微機電系統MEMS諧振器，其中，具備：

MEMS諧振器；

掃頻部，沿著規定的掃頻方向對所述MEMS諧振器的振子的激勵信號的頻率進行掃頻，并將掃頻后的所述激勵信號向所述MEMS諧振器輸出；

檢測部，從所述MEMS諧振器取得基于所述激勵信號的表示所述振子的振動狀態的特征量即振動狀態信息信號，并檢測所取得的所述振動狀態信息信號不連續地變化時的激勵信號的頻率或者對應于頻率的時刻；以及

物理量決定部，基于所述檢測的檢測值來決定作用于所述MEMS諧振器的物理量。

2.根據權利要求1所述的諧振型傳感器，其中，

所述檢測部將激勵信號的至少2個頻率之差作為檢測值，所述激勵信號的至少2個頻率包含在所述掃頻中振動狀態信息信號不連續地變化時的頻率和在所述掃頻方向的反方向的掃頻中振動狀態信息信號不連續地變化時的頻率。

3.根據權利要求2所述的諧振型傳感器，其中，

所述掃頻部重復以所述掃頻中的振動狀態信息信號的不連續的變化的檢測為起點將掃頻切換為反方向并再次以振動狀態信息信號的不連續的變化的檢測為起點將掃頻再次切換為反方向而返回的動作，

所述檢測部將具有表示所述掃頻方向上的正方向和反方向這2個狀態的二個值的脈沖信號作為檢測值輸出，

所述物理量決定部基于輸出的該檢測值即脈沖信號的脈沖時間寬度，決定作用于所述MEMS諧振器的物理量。

4.根據權利要求3所述的諧振型傳感器，其中，

所述MEMS諧振器是靜電電容型的MEMS諧振器，

振動狀態信息信號不連續地變化的2個頻率即第一頻率和第二頻率是比所述振子的諧振頻率低的頻率。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的諧振型傳感器，其中，

所述振子在配置所述振子的空間中，被與作用于所述MEMS諧振器的壓力逐漸相等的氣體包圍，

所述物理量決定部基于所述檢測值來決定作為所述物理量的所述氣體的壓力。

6.根據權利要求4所述的諧振型傳感器，其中，

靜電電容型的所述MEMS諧振器具備振子、與該振子隔開間隙配置的電極、以及根據作用于靜電電容型的所述MEMS諧振器的壓力的大小使所述間隙的大小變化的傳遞部，

所述物理量決定部基于所述間隙的大小決定作為所述物理量的壓力。

7.根據權利要求1至4中任一項所述的諧振型傳感器，其中，

所述MEMS諧振器是靜電電容型的MEMS諧振器，

還具備設置于所述MEMS諧振器的溫度計，

所述MEMS諧振器基于所述溫度計取得自身的溫度T，

所述振子取得接受了紅外線的照射時的溫度T+ΔT，

所述物理量決定部基于由所述溫度計測量出的溫度和所述檢測值來求出溫度變化ΔT，并基于求出的所述溫度變化ΔT來決定作為所述物理量的紅外線功率。

8.根據權利要求1至4中任一項所述的諧振型傳感器，其中，

所述MEMS諧振器是靜電電容型的MEMS諧振器，

所述物理量決定部基于與溫度有關的基準值和所述檢測值來求出溫度變化ΔT，并基于求出的所述溫度變化ΔT來決定作為所述物理量的紅外線功率。

9.根據權利要求1至4中任一項所述的諧振型傳感器，其中，

所述振子被施加與所述掃頻部進行的掃頻所決定的振動模式的振動方向正交的旋轉速度，

所述物理量決定部基于所述檢測值求出與掃頻所決定的振動模式和旋轉速度這兩者正交的科里奧利力，并基于求出的科里奧利力決定作為所述物理量的所述旋轉速度。