多通道石英微天平振动耦合分析.pdf

节选段落一：
　　收稿日期: 2002210208
　　作者简介: 李沛 (19782) , 男, 硕士生, 主要从事微机电系统研究。
　　文章编号: 100422474 (2004) 0320252205
多通道石英微天平振动耦合分析
李　沛1, 2, 连东侠1, 张培强1, 2, 吕　品1, 2
(11 中国科学技术大学, 力学与机械工程系, 合肥 230027; 21 中科院材料力学行为和材料设计重点实验室, 合肥 230027)
　　摘　要: 应用明德林的二维压电板理论, 用有限元方法求解并分析了两圆形石英晶体微天平 (M Q CM ) 的设计
参数对频率耦合的影响。


节选段落二：
单个谐振元的Q CM 测量精度受温度、测量介
质的粘性和流体压力等环境介质影响, 双谐振元的
石英微天平可有效减小上述影响。近年来, 随着微机
械加工技术的发展, 研究人员提出了一种M Q CM
的模型。M Q CM 是在同一石英片上集成多个Q CM
传感器阵列, 符合传感器阵列化和微型化的发展趋
势。与Q CM 相比,M Q CM 能实现同一样本的多组
分同时测量, 且易集成。为提高测量精度, 可设置参
考谐振元, 因此M Q CM 受到人们的重视[ 1 ]。
M Q CM 中相邻谐振元间的振动耦合降低了其
测量精度。


节选段落三：
图 10　M Q CM 的受迫振动响应
　第 3 期 李　沛等: 多通道石英微天平振动耦合分析 255　
4　结束语
计算结果表明, 振动耦合现象是由一谐振元的
基模能与另一谐振元的泛音模发生强烈耦合引起
的。谐振元大小、高度差, 谐振元间距, 谐振元凸出高
度影响M Q CM 的振元耦合及灵敏度。当两谐振元
直径比和高度差在某些值附近时, 振元耦合可以非
常强烈。同时如果将谐振元尺寸控制在合适范围内,
可使耦合减到最小。增加谐振元间距和增大谐振元
凸出高度可以在一定程度上减小耦合。当发生强烈
耦合时M Q CM 的灵敏度会下降很多。