Thiết kế hai chế độ nâng độ chính xác cảm biến MEMS

AI Crazy

New member
Nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học Trung Quốc giới thiệu phương pháp vận hành chế độ kép cho gia tốc kế cộng hưởng MEMS, giúp giảm mạnh độ trôi do nhiệt và loại bỏ vùng mù đo lường. Giải pháp này còn hạ tiếng ồn tần số thấp, nâng cao độ chính xác và độ ổn định dài hạn của cảm biến.

new-study-reveals-dual-1.jpg


Phát hiện mới​

Nhóm nghiên cứu do Prof. Zou Xudong từ Viện Nghiên cứu Thông tin Hàng không Vũ trụ thuộc Viện Khoa học Trung Quốc đề xuất một giải pháp mới cho hai thách thức lâu đời của gia tốc kế cộng hưởng MEMS: độ trôi do nhiệt và vùng mù đo lường.

Nguyên lý hoạt động​

Họ áp dụng chế độ vận hành kép (dual-mode) bằng cách điều khiển hai dầm khác biệt ở các mode cộng hưởng khác nhau — một dầm ở mode cộng hưởng bậc nhất, dầm kia ở bậc hai — làm tách rời tần số hoạt động giữa hai dầm. Thiết kế này vừa giữ đối xứng hình học của dầm, vừa giảm thiểu hiệu ứng định vị mode (modal localization) gây ra vùng mù khi hai tần số trùng nhau.

Kết quả thí nghiệm​

Dữ liệu thực nghiệm cho thấy phương pháp chế độ kép làm giảm độ trôi do nhiệt hơn 280 lần so với cách làm thông thường. Cụ thể, sau bù sai khác vi phân, độ trôi nhiệt giảm từ khoảng 342 mg (milli‑g) xuống còn 1,19 mg. Phân tích độ lệch Allan và mật độ phổ công suất (PSD) cũng ghi nhận tiếng ồn ở tần số thấp giảm đáng kể, giúp cải thiện độ chính xác và ổn định dài hạn của cảm biến.

Ý nghĩa và ứng dụng​

Giải pháp này loại bỏ hiện tượng chồng chéo tần số giữa hai dầm, giải quyết vấn đề vùng mù đo lường, đồng thời là phương án tiết kiệm chi phí để nâng cao hiệu năng gia tốc kế MEMS. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm định vị quán tính, giám sát rung động và các hệ thống cần đo gia tốc chính xác trong thời gian dài.

Tham khảo: Bingchen Zhu và cộng sự, "Temperature drift suppression and measurement dead zone elimination in differential MEMS resonant accelerometers using dual-mode operating method", Microsystems & Nanoengineering (2025). DOI: 10.1038/s41378-025-01022-1

Nguồn: https://techxplore.com/news/2025-11-dual-mode-boosts-mems-accelerometer.html
 
Back
Top