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(duì)于已加工制作好的加速度計(jì),敏感信號(hào)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(hào)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(duì)象,在敏感信號(hào)讀出電路設(shè)計(jì)及溫度誤差補(bǔ)償方面對(duì)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(píng)估加速度計(jì)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)及測(cè)試方法。（2）針對(duì)扭擺式硅微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)與原理,在對(duì)比分析微小敏感電容檢測(cè)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(hào)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(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。（3）對(duì)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(lái)源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(hào)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(cè)、實(shí)時(shí)行為動(dòng)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(guò)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(dòng)、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(guó)Ｓａｇｅｍ公司和瑞士?Ｃｏｌｉｂｒｙｓ公司合作推出的一款ｓｉｇｍａ＿ｄｅｌｔａ導(dǎo)航級(jí)??加速度計(jì)

ＭＥＭＳ加速度計(jì)敏感信號(hào)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(cè)、實(shí)時(shí)行為動(dòng)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(guò)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(dòng)、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(guó)Ｓａｇｅｍ公司和瑞士?Ｃｏｌｉｂｒｙｓ公司合作推出的一款ｓｉｇｍａ＿ｄｅｌｔａ導(dǎo)航級(jí)??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(guó)在ＭＥＭＳ研究領(lǐng)域相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)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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[3]基于PSO的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在壓力傳感器溫度補(bǔ)償中的應(yīng)用[J]. 孫艷梅,苗鳳娟,陶佰睿.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(03)
[4]基于閉環(huán)點(diǎn)位置控制的硅微梳齒式加速度計(jì)溫漂抑制方法[J]. 徐哲,劉云峰,董景新.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(01)
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[6]基于小波—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法[J]. 師洪濤,楊靜玲,丁茂生,王金梅.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2011(16)
[7]基于小波網(wǎng)絡(luò)的光纖陀螺啟動(dòng)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)
[8]一種適用于MEMS陀螺儀的高性能電容讀出電路[J]. 吳其松,楊海鋼,張翀,尹韜.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2010(04)
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[10]基于支持向量機(jī)的電容式傳感器溫度補(bǔ)償研究[J]. 張妤,謝永華,穆麗新,朱齊丹.  傳感器與微系統(tǒng). 2009(06)

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(cè)式硅微陀螺敏感信號(hào)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(cè)模型研究[D]. 惠萬(wàn)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(cè)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(cè)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(cè)技術(shù)研究[D]. 吳浩.中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所） 2006



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