Resumen

En este trabajo se estudia la sintonización de frecuencias de los modos de trabajo en el giroscopio vibratorio de silicio mediante métodos teóricos, numéricos y experimentales. En primer lugar, se presentan la estructura esquemática y el modelo cinemático simplificado del giroscopio para deducir las frecuencias naturales. A continuación, se optimizaron la anchura y la longitud de las vigas de soporte para ajustar las frecuencias de trabajo a su valor de diseño. Además, se probó experimentalmente la diferencia de frecuencia y se sintonizó manualmente variando la tensión aplicada en los condensadores de sintonización. Las pruebas realizadas sobre un prototipo mostraron que la diferencia podía localizarse entre -55,8 Hz y 160,2 Hz cuando el límite de tensión de sintonización es de 20 V. Por último, se desarrolló un bucle de control de frecuencia para sintonizar automáticamente la frecuencia de detección con la frecuencia de accionamiento. Tanto el análisis teórico como la simulación numérica muestran que la diferencia se estabiliza en 0,8 Hz cuando no se aplica fuerza de Coriolis ni fuerza de acoplamiento en cuadratura. Se demuestra que la diferencia de frecuencia se sintoniza con éxito modificando el tamaño de las vigas de soporte antes de la fabricación, así como la tensión aplicada en los condensadores de sintonización después de la fabricación. El bucle de sintonización automática, utilizado para igualar los modos de trabajo, es beneficioso para mejorar el rendimiento del giroscopio, así como su resistencia a las perturbaciones del entorno.

• Materias:Redes de sensores Sensores inalámbricos Sensor inteligente Sensores electroquímicos Biosensores
• Subjects:Sensor networks Wireless sensors Intelligent sensor Electrochemical sensors Biosensors
• Palabras claves:diferencia de frecuencia, vigas de soporte, condensadores de sintonización, modos de trabajo, bucle de sintonización automática, bucle de control de frecuencia, fuerza de acoplamiento en cuadratura, giroscopio vibratorio de silicio, modelo cinemático simplificado, límite de tensión de sintonización
• Keywords:frequency difference, support beams, tuning capacitors, work modes, automatic tuning loop, frequency control loop, quadrature coupling force, silicon vibratory gyroscope, simplified kinematics model, tuning voltage limit