MEMS加速度計(jì)作為一種重要慣性器件廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和航空航天等領(lǐng)域,其性能的優(yōu)劣程度顯得尤為重要。MEMS加速度計(jì)的性能主要受加工工藝、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料、外界環(huán)境等因素影響,對于已加工制作好的加速度計(jì),敏感信號讀出電路精度與環(huán)境溫度是影響其性能的重要因素,因此如何提高敏感信號讀出電路精度以及克服溫度誤差影響具有重要研究意義。本文在充分研究扭擺式硅微加速度計(jì)原理的基礎(chǔ)上,以加工制作好的扭擺式硅微加速度計(jì)為對象,在敏感信號讀出電路設(shè)計(jì)及溫度誤差補(bǔ)償方面對提升加速度計(jì)性能進(jìn)行了一系列研究,主要工作如下:（1）理論分析了扭擺式硅微加速計(jì)工作原理與溫度特性,論述了評估加速度計(jì)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)及測試方法。（2）針對扭擺式硅微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,在對比分析微小敏感電容檢測電路的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了以電荷放大器為核心的單載波雙端敏感信號讀出電路,在理論分析電路噪聲的基礎(chǔ)上,從電路結(jié)構(gòu)選擇、芯片選型、參數(shù)選取、PCB布局等方面對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。（3）對比分析了采用最小二乘多項(xiàng)式擬合、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)的PSO_BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的溫度補(bǔ)償模型的優(yōu)缺點(diǎn),為最終補(bǔ)償模型的選取提供指... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１單片集成微機(jī)械加速度計(jì)??

?ＭＥＭＳ加速度計(jì)敏感信號讀出電路及性能補(bǔ)償系統(tǒng)研究??圖１－２?ＨＡＲＰＳＳ橫向電容加速度計(jì)??飛思卡爾生產(chǎn)的加速度計(jì)ＭＭＡ８４５Ｑ，實(shí)物如圖１－３所示，是一款低功耗、高精??度的三軸加速度計(jì)，分辨力可達(dá)９９ｐｇ／Ｖ＾，工作電壓可調(diào)，可在１．９５Ｖ低電壓下工??作，量程實(shí)現(xiàn)了?±２ｇ／±４ｇ／±８ｇ可調(diào)，可以應(yīng)用在靜態(tài)方向檢測、實(shí)時(shí)行為動態(tài)分析等??方面。２０１３年博世推出的一款高精度ＭＥＭＳ加速度傳感器ＢＭＡ２５０，芯片實(shí)物如圖??１－４所示，是一款超小、三軸、高精度、數(shù)字接口加速度傳感器，芯片尺寸小到??２ｍｍｘ２ｍｍ，可通過編程實(shí)現(xiàn)±２ｇ到±１６ｇ范圍內(nèi)量程調(diào)節(jié)，精度小于４ｍｇ，可以感??知傾斜、運(yùn)動、撞擊，滿足許多低功耗民用消費(fèi)類電子制造商家需求。??圖１?－３?ＭＭＡ８４５Ｑ加速度計(jì)?圖１?－４?ＢＭＡ２５０加速度計(jì)??２０１５年法國Ｓａｇｅｍ公司和瑞士?Ｃｏｌｉｂｒｙｓ公司合作推出的一款ｓｉｇｍａ＿ｄｅｌｔａ導(dǎo)航級??加速度計(jì)

ＭＥＭＳ加速度計(jì)敏感信號讀出電路及性能補(bǔ)償系統(tǒng)研究??圖１－２?ＨＡＲＰＳＳ橫向電容加速度計(jì)??飛思卡爾生產(chǎn)的加速度計(jì)ＭＭＡ８４５Ｑ，實(shí)物如圖１－３所示，是一款低功耗、高精??度的三軸加速度計(jì)，分辨力可達(dá)９９ｐｇ／Ｖ＾，工作電壓可調(diào)，可在１．９５Ｖ低電壓下工??作，量程實(shí)現(xiàn)了?±２ｇ／±４ｇ／±８ｇ可調(diào)，可以應(yīng)用在靜態(tài)方向檢測、實(shí)時(shí)行為動態(tài)分析等??方面。２０１３年博世推出的一款高精度ＭＥＭＳ加速度傳感器ＢＭＡ２５０，芯片實(shí)物如圖??１－４所示，是一款超小、三軸、高精度、數(shù)字接口加速度傳感器，芯片尺寸小到??２ｍｍｘ２ｍｍ，可通過編程實(shí)現(xiàn)±２ｇ到±１６ｇ范圍內(nèi)量程調(diào)節(jié)，精度小于４ｍｇ，可以感??知傾斜、運(yùn)動、撞擊，滿足許多低功耗民用消費(fèi)類電子制造商家需求。??圖１?－３?ＭＭＡ８４５Ｑ加速度計(jì)?圖１?－４?ＢＭＡ２５０加速度計(jì)??２０１５年法國Ｓａｇｅｍ公司和瑞士?Ｃｏｌｉｂｒｙｓ公司合作推出的一款ｓｉｇｍａ＿ｄｅｌｔａ導(dǎo)航級??加速度計(jì)，工作帶寬１００Ｈｚ，分辨力可達(dá)１嗎／｜，基本滿足慣性導(dǎo)航精度的要求，??代表著目前世界上微加速度計(jì)領(lǐng)域最高的研究水平［２６］。??我國在ＭＥＭＳ研究領(lǐng)域相對于西方發(fā)達(dá)國家起步晚了近三十年

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用智能手機(jī)三軸加速計(jì)實(shí)現(xiàn)計(jì)步器應(yīng)用軟件及商用價(jià)值[J]. 尤嘉寧,俞靜,谷文林.  電子設(shè)計(jì)工程. 2016(06)
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[5]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在加速度計(jì)誤差補(bǔ)償中的應(yīng)用[J]. 倪建麗,葛紅娟,吳秀萍,盛守照.  測控技術(shù). 2013(11)
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[7]基于小波網(wǎng)絡(luò)的光纖陀螺啟動漂移溫度補(bǔ)償[J]. 李家壘,許化龍,何婧.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
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碩士論文
[1]MEMS加速度計(jì)溫度補(bǔ)償方法研究[D]. 劉滔.蘇州大學(xué) 2017
[2]電容檢測式硅微陀螺敏感信號讀出電路性能研究[D]. 盧月娟.蘇州大學(xué) 2016
[3]扭擺式硅微加速度計(jì)性能補(bǔ)償方法研究[D]. 楊志梅.蘇州大學(xué) 2015
[4]基于改進(jìn)PSOBP的FAST節(jié)點(diǎn)位移控制研究[D]. 徐雙.東北大學(xué) 2014
[5]基于粒子群小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測模型研究[D]. 惠萬春.西安電子科技大學(xué) 2014
[6]復(fù)合量程微加速度計(jì)溫度補(bǔ)償?shù)难芯縖D]. 李文燕.中北大學(xué) 2012
[7]高精度電容式微機(jī)械加速度計(jì)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 許樂.浙江大學(xué) 2010
[8]新型MEMS電容式加速度傳感器檢測電路的設(shè)計(jì)與研究[D]. 馬文英.吉林大學(xué) 2007
[9]基于加速度計(jì)的炮彈慣性測量硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 殷栩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[10]MEMS電容式加速度傳感器相關(guān)檢測技術(shù)研究[D]. 吳浩.中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所） 2006



本文編號：3067706