• 한국정밀공학회지
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• 제17권11호
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• pp.81-87
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• 2000

A new resonator that is fabricated by single polysilicon layer process is presented. The resonator can move in two orthogonal direction on the plane parallel to the substrate. And the resonant frequencies of the two modes are intrinsically designed to be identical since the overall structure of the resonator is symmetric about the two directions of motion. Since the resonator ideally has two identical vibration mode, it can be applied to various micro-devices that requires multi DOF motion, especially to microgyroscopes. To investigate the feasibility of application of the resonator, dynamic model of the resonator including the nonlinear behavior of driving electrodes is derived and evaluated with the fabricated one, and the self-tuning characteristics are proved though experiments.

• Smart Structures and Systems
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• 제5권3호
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• pp.279-290
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• 2009

Two degrees of freedom resonant systems are employed to improve the resonant property of resonant sensor, as compared to a single degree of freedom resonant system. This paper presents design, development and testing of two degrees of freedom resonant sensor. To measure absolute mass, cantilever shaped two different masses (smaller/absorber mass and bigger/drive mass) with identical resonant frequency are mechanically linked to form 2 - Degree-of-Freedom (DOF) resonator which exhibits higher amplitude of displacement at the smaller mass. The same concept is extended for measuring differential quantity, by having two bigger mass and one smaller mass. The main features of this work are the 3 - DOF resonator for differential detection and the microcontroller based closed loop electronics for resonant sensor with piezoelectric sensing and excitation. The advantage of using microcontroller is that the method can be easily extended for any range of measurand.

• 센서학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-8
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• 2001

기존의 진동형 마이크고 자이로스코프는 고감도화를 이루기 위해 구동 모드와 검출 모드를 동조시킬 필요성이 있었다. 본 연구에서는 고유하게 조율된 두 개의 공진 모드를 갖는 광진기를 이용하여 자가동조 특성을 갖는 마이크로 자이로스프로의 응용에 대한 타당성을 검증한다. 진동하는 두 축에 대해 대칭의 구조를 가지는 2자유도 수평 공진기가 모드 동조의 필요성을 최소화하는 자이로스코프로의 응용을 위해 소개된다. 자이로스코프의 적용을 고려한 동역학적 모델이 도출되고 이는 제조된 마이크로 자이로스코프와 실험을 통해 비교 검증 된다. 마이크로 자이로스코프의 구조체는 산화막 위의 폴리실리콘 박막으로 구성되어 간단한 2마스크 공정으로 제조 가능하다. 자가동조 특성을 갖는 진동형 자이로스코프로서의 타당성이 해석 결과와 실험을 통해 검증되었다. 8개의 실험 시편에 대해서 구동 및 검출 모드의 공진 주파수를 측정했을 때, 구동 및 검출 모드의 공진 주파수에 대한 표준편차가 각각 1232Hz와 1214HZ인데 반해 비동조 주파수의 평균값은 91.75Hz를 나타내 우수한 자가동조 특성을 보였다. 샘플 중 최소 비동조 주파수는 68Hz였고 이때의 감도는 $0.034mV/sec/^{\circ}$로 측정되어 공정의 불균일성이 개선되면 녹은 감도를 구현학 수 있는 자이로스코프로서의 타당성을 확인할 수 있었다.