收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

电容式微机械加速度传感器检测电路研究

林伟俊  
【摘要】: 加速度传感器是一种重要的惯性传感器,它被广泛地运用在惯性导航、消费电子、汽车电子和地质勘探等各个领域。硅微机械加速度计作为一种可以测量加速度的传感器,可分为压电式、隧道式、压阻式和电容式等。 其中电容式微机械加速度传感器具有分辨率高、动态范围大、温度特性好等优点,从而得到了广泛的应用。电容式微机械加速度系统由加速度敏感元件和电容检测电路组成,因此电容检测电路的性能直接影响了电容式微机械加速度系统的整体性能,提高电容检测电路的性能是电容式微机械加速度系统设计中一个十分重要的部分。 本文针对变面积电容式微机械加速度计,设计了单路载波调制型检测电路,并对其工作原理进行了分析,对电路的温度特性进行了分析和测量,最后对MEMS三轴加速度计的检测电路进行了小型化和工程化工作。 本论文主要工作如下: (1)设计了单路载波调制型电容检测电路,包括载波发生模块,带通滤波模块,电荷放大模块,仪表放大模块,移相模块,同步解调模块,低通滤波模块,分析了各个模块的工作原理和限制因素。 (2)针对单载波调制型检测电路,分析了各个模块的参数变化和PCB板的寄生效应等因素对检测电路的影响对系统的影响;同时重点分析了温度变化对系统的影响;针对实验室以前的单轴加速度计的检测电路受温度的影响而容易发生漂移的缺点,从降低系统功耗和改善系统热设计两个方面入手,设计了三轴加速度计的检测电路。 (3)参考加速度计相关测试标准,制定了加速度计性能测试方案,建立了测试平台。根据该方案,对加速度计系统性能进行了全面的测试。 测量结果表明:加速度计的标度因数为115.43mV/g,一小时之内的零偏稳定性为2.254*10~(-4)g,启动时间约为1500s,阈值约为0.12mg,分辨率约为0.1mg,-1g~+1g的线性度为99.999%,带宽约为140Hz。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 林宙峰;蔡伟;徐爱斌;庄志强;;梳齿式MEMS加速度计在冲击下的失效分析[J];微纳电子技术;2009年12期
2 陈辰;韩秋实;张福学;;基于气体热对流的微机械倾角传感器综述[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2009年04期
3 耿增建;阮小明;孙煜;;军用硅微加速度计的信号检测与控制电路[J];电子元器件应用;2004年02期
4 王永泉;陈花玲;贺学明;;基于等效电路法的微加速度计系统建模研究[J];机械强度;2006年06期
5 周吴;何晓平;苏伟;李柏林;陈黎丽;;力平衡加速度计的刚度耦合特性[J];传感器与微系统;2010年04期
6 张斌;王昊;张霞;胡世昌;金仲和;;改善数字式加速度计处理电路温度稳定性的一种方法[J];传感技术学报;2010年12期
7 王钻开,宗登刚,陆德仁;高量程加速度计的力学性能分析[J];机械强度;2002年04期
8 Jon Titus;;加速计也能测量倾角[J];工业设计;2009年09期
9 乌建中;张珍;朱莲萍;;基于ADIS16209的360°绝对式转角仪研制[J];中国工程机械学报;2010年04期
10 杜炜强;;M6加速度计的自诊断系统[J];火箭推进;2002年06期
11 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
12 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
13 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
14 谈士力;郭成;;微型爬壁机器人研究的关键技术[J];机床与液压;2005年11期
15 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
16 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
17 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
18 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
19 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
20 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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吝海锋;吕苗;杨拥军;师谦;郑锋;恩云飞;;MEMS电容式加速度计可靠性研究[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
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 贾智;微电子机械系统中新型电磁微电机的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 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
8 余隽;微量热计的研制及微纳米薄膜比热测试与分析[D];大连理工大学;2006年
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林伟俊;电容式微机械加速度传感器检测电路研究[D];浙江大学;2010年
2 姜华;VBA()关键技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 赵正杰;无陀螺飞行体姿态测试与仿真[D];中北大学;2006年
8 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
9 李永杰;新型栅结构双向MEMS惯性传感器研究[D];杭州电子科技大学;2010年
10 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
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 中国电子科技集团公司第49研究所信息中心主任 曹金名;微电子机械系统开辟新世界[N];中国电子报;2003年
3 本报记者 李佳霖;做出尖端的技术 赶超世界一流水平[N];经济日报;2009年
4 时萱;感官敏锐 听看八方[N];中国航天报;2005年
5 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
6 李洵颖 DigiTimes;Wii旋风催动MEMS应用[N];电子资讯时报;2007年
7 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
8 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
9 本报记者 苏雁;用智慧改变生活[N];光明日报;2009年
10 李洵颖;Wii、iPhone刮旋风 微机电应用窜红[N];电子资讯时报;2007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