NIST开发了微型激光加速度计厚度只有1毫米

2021/3/18 11:48:49 23441: 来源：传感器专家网

摘要：近日，NIST表示，研究人员开发了一种加速度计，该加速度计使用激光代替机械应变来产生信号。

　　【仪表网仪表研发】近日，NIST表示，研究人员开发了一种加速度计，该加速度计使用激光代替机械应变来产生信号。它被称为光机械加速度计，只有一毫米厚，可以提供更高的精度。

　　NIST设备由两个硅芯片组成，红外激光在底部芯片进入顶部，然后从顶部射出。顶部芯片包含由柔软的硅梁悬挂的检测质量，该质量仅是人发宽度的五分之一，这意味着它可以响应加速度自由上下移动。

　　检验质量是所有加速度计的一部分，包括新的NIST设备。它是相对于设备内部的固定参考点进行跟踪的自由移动的质量。当加速度计减速，加速或切换方向时，检测质量与参考点之间的距离会发生变化。检测质量的运动产生可检测的信号。许多常见的电子设备都使用加速度计，包括智能手机，这些智能手机可以检测到何时拿起电话，从而激活屏幕进行查看。

　　在NIST设备中，检测质量上的镜面涂层和附着在底部芯片上的微型凹面镜形成一个光学腔。拾取红外激光的波长以使其几乎与腔体的谐振波长匹配，这使得光在离开两个镜面之间来回多次反弹之前会逐渐增强强度。

　　当设备加速时，检测质量移动，从而改变了腔的长度并改变了谐振波长。这进而改变了反射光的强度。通过光学读数，可以将强度的变化转换为加速度的量度。

　　NIST说，其他加速度计也使用光，但是NIST设备的设计使测量更直接，更准确。该设备还可以在很大的频率范围内工作，并且比类似设备经过了更多的测试。

　　它还确实需要耗时的定期校准。NIST说，它可以用作便携式参考标准来校准目前市场上的其他加速度计，以使其更加准确。

　　当没有GPS时，它对于改善关键军事，潜艇和卫星系统的惯性导航很有用。NIST的研究人员Jason Gorman，Thomas LeBrun，David Long及其同事在Optica中描述了他们在该设备上的工作。他们的研究是名为NIST on Chip的NIST计划的一部分。

　　NIST设备使科学家无需校准即可在从1赫兹到20赫兹的广泛加速频率范围内降低测量的不确定性。研究人员正在做出改进，可以将不确定性降低到接近1%。

　　它能够检测质量小于氢原子直径的千分之一的位移。光学机械加速度计可以检测到小至320亿分之ag的加速度，这是对地球重力加速度的度量。

　　NIST说，该灵敏度水平高于目前市场上所有具有类似尺寸和带宽的加速度计。