收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

硅微谐振式加速度计结构设计技术研究

庄瑞芬  
【摘要】: 硅微谐振式加速度计是一种新型的加速度计,其输出信号为频率信号,具有精度高和抗干扰能力强等优点,已成为微传感器的重要发展方向之一。本论文由硅微谐振式加速度计的结构设计技术展开,研究的主要内容包括: 1)DETF谐振器的设计与分析 主要包括对DETF谐振器的理论推导与仿真分析。理论部分包括:建立了谐振梁的固有频率、有轴向力作用时的谐振频率以及谐振梁的非线性振动的理论模型,并采用FEA进行了理论模型的仿真验证。对电学模型进行了详细分析,论述了其驱动检测方式,并推导了其等效电学模型。仿真部分包括对DETF谐振器的模态分析和静电驱动仿真分析。 2)微杠杆结构的设计与分析 结合工艺条件分析、设计并优化了微杠杆结构。论文中采用的微杠杆结构主要包括支点、输入端、杠杆、输出端和杠杆与谐振器的连接部分。根据力平衡和力矩平衡原理推导了微杠杆的放大倍数,并对其进行了理论分析。通过仿真验证微杠杆结构的各个组成部分对放大倍数的影响,实现对微杠杆结构的优化设计。 3)整体结构的设计与仿真验证 结合性能指标和加工工艺边界条件对硅微谐振式加速度计整体结构进行设计。针对加速度计的核心指标进行分析,主要包括标度因数、线性度、量程、噪声和带宽,结合设计要求进行加速度计的整体结构设计。运用ANSYS、Matlab等仿真软件进行仿真验证,并完成版图的绘制工作。论文中设计的加速度计的谐振频率为28194Hz,标度因数为95Hz/g,量程为±50g,线性度为0.099%,带宽为3624.5Hz,结构噪声等效的加速度约为0.087mg。 4)加工工艺引起的误差分析 分析了硅微谐振式加速度计的加工工艺引起的误差。主要包括:DETF结构尺寸不等,厚度不等,梳齿间距不等,弹性系统不对称。根据分析可知,除了依赖工艺条件的改善,还需要合理优化设计弹性系统以及谐振梁等关键部分来减低加工工艺误差对加速度计性能的影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杜炜强;;M6加速度计的自诊断系统[J];火箭推进;2002年06期
2 徐涛,罗武胜,吕海宝,董文娟;微硅加速度计在定向钻进角度测量中的应用[J];国防科技大学学报;2004年02期
3 熊嚥,陈明,郭琳,赵博辉;声表面波加速度计中压膜阻尼技术的研究[J];传感器技术;2004年10期
4 李慧敏,袁丽冬;用MAX1457实现对硅压阻式加速度计的温度补偿[J];计量与测试技术;2005年04期
5 周晓尧;曲从善;刘奕辰;;基于PC104总线的加速度计测试系统设计与实现[J];弹箭与制导学报;2006年S3期
6 邢馨婷;姜程;熊磊;张朋好;;一种摆式大量程加速度计的设计[J];计测技术;2007年06期
7 解磊;苏伟;陈泉根;;微电容加速度计系统的设计[J];传感器与微系统;2007年11期
8 周红进;许江宁;覃方君;;一种新的基于加速度计的无陀螺捷联惯性导航系统设计与实现[J];仪器仪表学报;2008年07期
9 岳春峰;于化东;段凤阳;许金凯;李小龙;;单轴加速度计信息采集系统设计[J];光机电信息;2010年09期
10 D.J米莱斯,丁其伯;力反馈式加速度计用的一种多用途测试装置[J];电光与控制;1977年02期
11 朱展文;;液浮摆式加速度计零位漂移数学模型的研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);1991年04期
12 孟立凡;徐小华;;一种新型应变式加速度计的研制[J];中北大学学报;1993年01期
13 ;新型模态试验用振动加速度计[J];振动与冲击;1995年03期
14 罗也凡,毕志献;脉冲型风洞用加速度计测力天平[J];流体力学实验与测量;1996年01期
15 李志全,强锡富,史锦珊,张淑清;双路 Fabry-Perot 干涉式加速度计的研究[J];仪器仪表学报;1997年06期
16 于治会;用离心法校准加速度计[J];计量技术;2000年01期
17 陈希军,杨亚非,周明星,房秀莲;加速度计离心试验的调心原理与方法[J];自动化技术与应用;2000年01期
18 麦凯;低g值加速度计的输入饱和表征方法[J];电子产品世界;2002年16期
19 姜复兴,任顺清;加速度计指北技术研究[J];中国惯性技术学报;2002年05期
20 钟莹,李醒飞,张国雄;有限元法在谐振式硅微机械加速度计设计中的应用[J];天津大学学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈光明;符养;徐寄遥;陈凤贵;;基于CHAMP卫星加速度计观测的高层大气密度研究[A];国家安全地球物理丛书(六)——空间地球物理环境与国家安全[C];2010年
2 何胜;王巍;邢朝洋;;石英振梁式加速度计研究[A];2003年惯性仪表与元件学术交流会论文集[C];2003年
3 钱朋安;;加速度计自动校准技术研究的现状分析[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(下册)[C];2007年
4 朱红生;何胜;赵采凡;;硅微加速度计在动态测斜中的应用[A];2001年飞行器惯性器件学术交流会论文集[C];2001年
5 齐建宇;李华滨;;一种利用加速度计输出标定惯性平台陀螺漂移的方法[A];2003年惯性仪表与元件学术交流会论文集[C];2003年
6 武强;宁德尧;;基于FFT的压电加速度计背靠背替代法校准技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
7 马铁华;朱红;;基于水银的电容式加速度计研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
8 薛大同;张剑威;王佐磊;刘保湘;;静电悬浮加速度计真空装置的研制[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年
9 王宏伟;江世宇;腾功清;齐臣杰;;一种小型电容敏感式加速度计的研制[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
10 余瑶;钟宜生;;多工作点加速度计组合件高精度鲁棒温度控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨杰;无陀螺捷联惯导系统加速度计构型研究与误差分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张习文;微小型加速度计的精密装配及影响性能的因素研究[D];大连理工大学;2013年
4 刘力;惯性传感器扭摆测试中地面振动和放电金丝的影响研究[D];华中科技大学;2012年
5 肖光宗;基于Y型腔正交偏振双频激光器的激光加速度计初步研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 蒋玉齐;高量程MEMS加速度计封装研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
7 吴波;硅微光机械加速度地震检波器理论与实验研究[D];天津大学;2005年
8 张燕君;光电集成加速度地震检波器的理论与实验研究[D];天津大学;2006年
9 李博;基于共振隧穿结构介观压阻效应的纳机电加速度计研究[D];中北大学;2008年
10 迟晓珠;六自由度运动多参数综合测试技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜华;VBA()关键技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 周益明;二维同振柱形矢量水听器的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 刘佳钰;加速度计横向输出特性研究及其对惯性组合的影响[D];中北大学;2008年
4 朱大非;基于折叠壳式加速度计柱形矢量水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 陈宇晓;电容式微机械静电伺服加速度计系统分析[D];电子科技大学;2003年
6 赵正杰;无陀螺飞行体姿态测试与仿真[D];中北大学;2006年
7 黄平;加速度计数据采集与数据库管理系统开发技术[D];四川大学;2005年
8 郑晓东;基于DSP的加速度计温度模型辨识与补偿方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
9 王强;高精度加速度计空间引力标定方案研究[D];华中科技大学;2006年
10 陈意瑶;基于ARM9的加速度计信号检测系统设计[D];上海交通大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 包秋红;加速度计测试的加速者[N];中国航空报;2004年
2 时萱;感官敏锐 听看八方[N];中国航天报;2005年
3 北京弗欧弗奥信息咨询有限公司 谭薇;MEMS传感器大规模应用指日可待[N];中国电子报;2006年
4 李洵颖 DigiTimes;Wii旋风催动MEMS应用[N];电子资讯时报;2007年
5 记者  罗翠钦;三轴加速度计有望成消费应用标配[N];中国电子报;2005年
6 记者 安勇龙;MEMS:封装是难点 期待标准工艺[N];中国电子报;2007年
7 万永波;消费性电子开启传感器应用新契机[N];电子资讯时报;2008年
8 李洵颖;Wii、iPhone刮旋风 微机电应用窜红[N];电子资讯时报;2007年
9 段华明;防灾智慧的三重境界[N];南方日报;2007年
10 ;求实篇·乘风破浪创佳绩[N];中国航空报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978