基于谐振原理的石英音叉数字温度传感器

来源期刊：控制工程2016年第10期

论文作者：徐军 孙国东 余耀 王禹 马静

文章页码：1618 - 1622

关键词：温度传感器;谐振;石英音叉;石英微机械;

摘    要：采用石英晶体热敏新切型（ZY切型）和音叉结构,设计了一种工作于弯曲振动模式,输出为频率信号的数字温度传感器。针对温度传感器的要求,对石英晶体双旋切角的频率温度特性和机电耦合系数进行分析,确定热敏切型,使其具有较高的频率温度系数和机电耦合系数。对石英音叉结构和振动模式进行有限元仿真分析,优化传感器结构,并采用微机械加工技术制作音叉。实验结果表明,该传感器谐振频率对温度极其敏感并具有良好的频率温度线性关系,在0°C到100°C的测温范围内,频率温度系数为70×10^-6°C^-1,分辨力为0.002°C,测温精度为±0.05°C,低功耗小于0.03μw。