本文關鍵詞：微機械電容式加速度計的系統(tǒng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 利用MEMS技術生產的微機械電容式加速度計具有制作工藝簡單、溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好、阻尼系數(shù)容易控制等優(yōu)點,因而得到了廣泛的應用。因此,對其進行研究具有重要的理論意義及應用價值。 本文根據微機械電容式加速度計的工作原理,經過分析建立了其力學模型,給出了相應的運動方程,進而給出了其動態(tài)控制模型。綜合比較了三種類型電容加速度計的特點,并根據各種梁結構的力學性能,通過分析比較,得出了折疊梁支撐的體硅加工定齒偏置梳齒結構為電容加速度計的最優(yōu)結構。以定齒偏置梳齒閉環(huán)電容加速度計為例,設計了該加速度計的電容檢測電路;對它的靜電剛度、量程、穩(wěn)定性、分辨率、躁聲與阻尼特性進行了研究。研究結果表明為了提高精度,擴大加速度計的量程,只有當閉環(huán)加速度計的偏置電壓采用正負配置時才可能使靜電力產生負反饋效應;而且偏置電壓的設置要適當,才能滿足量程和穩(wěn)定性的要求;采取必要的措施減小機械躁聲可以提高分辨率;加速度計的阻尼可以通過調整閉環(huán)電路的參數(shù)來實現(xiàn)優(yōu)化。本文的研究為微機械電容加速度計的進一步優(yōu)化設計奠定了堅實的理論基礎。
【關鍵詞】：微機械電容式加速度計 原理 結構 檢測 性能
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TH824
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 微機電系統(tǒng)概述7-11
• 1.2 微機械加速度計11-13
• 1.2.1 微機械加速度計的產生與分類11-12
• 1.2.2 國內外微機械電容加速度計的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本論文的主要目的和主要工作13-15
• 第二章 微機械電容加速度計的工作原理及模型15-39
• 2.1 微機械加速度計的工作原理與模型15-18
• 2.1.1 微機械加速度計的工作原理15
• 2.1.2 微機械加速度計的模型15-18
• 2.2 微機械電容式加速度計的工作原理18-22
• 2.2.1 微機械電容式加速度計的工作原理18
• 2.2.2 電容的改變方式與工作原理18-22
• 2.3 開環(huán)微電容加速度計的數(shù)學模型22-26
• 2.3.1 開環(huán)靜電力23
• 2.3.2 開環(huán)靜電負剛度23-26
• 2.4 閉環(huán)微電容加速度計的數(shù)學模型26-35
• 2.4.1 偏置電壓的配置26-28
• 2.4.2 閉環(huán)靜電反饋電路中偏置電壓的設置28-35
• 2.5 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的動態(tài)模型35-36
• 2.6 電模擬模型36-38
• 2.7 本章小結38-39
• 第三章 微機械電容式加速度計的結構設計39-49
• 3.1 微機械電容式加速度計的三種結構39-40
• 3.2 表面加工定齒均勻配置梳齒式電容加速度計40-41
• 3.3 體硅加工定齒偏置結構的梳齒電容加速度計41-47
• 3.3.1 體硅加工定齒偏置結構的優(yōu)點42-43
• 3.3.2 結構粱選擇43-45
• 3.3.3 折疊粱剛度計算45-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第四章 微機械電容加速度計的電容檢測電路49-55
• 4.1 電容測量轉換電路49-54
• 4.1.1 加速度計激勵信號的確定49-50
• 4.1.2 電荷放大器50-51
• 4.1.3 高通濾波器51-52
• 4.1.4 差動運算放大器52-53
• 4.1.5 同步解調器53-54
• 4.2 集成測量電路54
• 4.3 本章小結54-55
• 第五章 伺服電容加速度計的性能分析55-69
• 5.1 靜電力分析55-57
• 5.2 量程分析57-58
• 5.3 穩(wěn)定性分析58-60
• 5.4 分辨率分析60-61
• 5.5 表頭的交叉靈敏度分析61-64
• 5.6 噪聲分析64-65
• 5.7 阻尼分析65-67
• 5.8 本章小結67-69
• 第六章 結束語69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-75
• 研究成果75

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前1條

1 呂海峰;彭小明;劉靜;;集裝箱用電容式加速度傳感器的熱變形分析[J];包裝工程;2013年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前2條

1 周吳;微加速度計的機電耦合特性及關鍵技術研究[D];西南交通大學;2010年

2 代剛;MEMS-IMU誤差分析補償與實驗研究[D];清華大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前2條

1 郭攀;微傳感器微弱電壓信號讀出電路芯片設計[D];中國科學技術大學;2010年

2 魏華峰;低功耗高精度電容式加速度計系統(tǒng)的設計與研究[D];浙江大學;2012年

  本文關鍵詞：微機械電容式加速度計的系統(tǒng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：277724