本文關(guān)鍵詞：高精度微光學(xué)加速度計信號處理系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文提出了一種高精度微加速度計的信號處理系統(tǒng)。光學(xué)加速度計高精度、高靈敏度和不易受電磁干擾特性使得它成為慣性導(dǎo)航應(yīng)用中潛力比較大的技術(shù)。微制造尤其是MEMS的技術(shù)進(jìn)步很好的促進(jìn)了光學(xué)加速度計的發(fā)展,使得光學(xué)加速度計不但具有光學(xué)測量的優(yōu)點,還具有了微型傳感器體積小、可靠性高、易于制造、長期穩(wěn)定性好、可批量生產(chǎn)、價格低等特點。因此微光學(xué)加速度計非常具有研究和應(yīng)用價值。 本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： 1.全面了解和研究了加速度傳感器的相關(guān)基礎(chǔ)知識,對傳感器的發(fā)展歷史和分類進(jìn)行了簡單介紹。結(jié)合MEMS和MOEMS的概念,分析了目前一些典型的MEMS和MEEMS加速度傳感器的工作原理及各自的優(yōu)缺點。 2.研究了加速度傳感器的各種檢測系統(tǒng),從理論模型對其進(jìn)行了分析,尤其是基于相位載波解調(diào)技術(shù),為本文信號處理系統(tǒng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。 3.提出了高精度、低噪聲、抗干擾的高精度微加速度計信號處理系統(tǒng),包括高精度微加速度計的整體系統(tǒng)設(shè)計和基本原理,光電探測器的選擇、差分放大電路和帶通濾波器的設(shè)計,電路板的制作,使用PZT和鎖相放大器調(diào)制與解調(diào)過程,以及DSP數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理。該部分是是本課題研究的核心內(nèi)容。 4.詳細(xì)介紹了實驗平臺的搭建,并分析了1g翻滾測試、靜態(tài)漂移實驗和噪聲分析實驗數(shù)據(jù),由實驗結(jié)果可得該高精度微光學(xué)加速度信號處理系統(tǒng)的靈敏度達(dá)到0.1μg,根據(jù)數(shù)據(jù)分析,該系統(tǒng)的分辨率還有很大的提升空間。 最后對本文所涉及的研究工作進(jìn)行了總結(jié),并對未來的主要工作方向提出了展望。
【關(guān)鍵詞】：高精度 微加速度計 相位生成載波調(diào)制 信號處理系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TN911.7;TH824.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 加速度傳感器10-11
• 1.2 加速度計分類11-12
• 1.2.1 加速度計發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.3 MEMS和MOEMS12-15
• 1.3.1 MEMS12-13
• 1.3.2 MEMS加速度傳感器13
• 1.3.3 MOEMS及MOEMS加速度傳感器發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.4 光電檢測15-17
• 1.4.1 光電檢測的定義15
• 1.4.2 光電檢測的重要性15-16
• 1.4.3 光電檢測的發(fā)展16-17
• 第2章 微加速度計及信號處理系統(tǒng)17-32
• 2.1 常見MEMS和MOEMS加速度計17-22
• 2.1.1 微加速度計(MEMS)17-18
• 2.1.2 MOEMS微加速度計原理介紹及研究現(xiàn)狀18-22
• 2.2 信號處理系統(tǒng)理論模型22-29
• 2.2.1 相位生成載波調(diào)制的形成22-23
• 2.2.2 典型的相位生成載波解調(diào)方法23-29
• 2.3 微加速度計主要性能參數(shù)29-32
• 2.3.1 靈敏度29-30
• 2.3.2 噪聲30
• 2.3.3 分辨率30
• 2.3.4 頻率響應(yīng)30-31
• 2.3.5 動態(tài)范圍31-32
• 第3章 高精度微光學(xué)加速度計信號系統(tǒng)32-40
• 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計32-34
• 3.2 信號系統(tǒng)理論分析及程序?qū)崿F(xiàn)34-37
• 3.2.1 光強信號34-35
• 3.2.2 PZT調(diào)制信號35-37
• 3.3 調(diào)制與解調(diào)過程37-38
• 3.4 相敏檢波電路解調(diào)38-39
• 3.5 數(shù)字采集系統(tǒng)39-40
• 第4章 加速度計系統(tǒng)的制備與裝配40-54
• 4.1 MOEMS結(jié)構(gòu)40-41
• 4.2 光電檢測系統(tǒng)41-53
• 4.2.1 光電探測器和前置放大電路41-46
• 4.2.2 差分放大電路噪聲分析和放大器選擇46-48
• 4.2.3 電壓跟隨器48-49
• 4.2.4 濾波電路的設(shè)計49-52
• 4.2.5 整體電路板52-53
• 4.3 信號系統(tǒng)中為了減小噪聲所做的工作53-54
• 第5章 實驗測試與噪聲分析54-63
• 5.1 光強和加速度的歸一化曲線54
• 5.2 驗證試驗54-57
• 5.2.1 1g靜態(tài)翻滾實驗55-56
• 5.2.2 靜態(tài)漂移實驗56-57
• 5.3 噪聲測試57-63
• 5.3.1 噪聲和噪聲測試原則57-58
• 5.3.2 數(shù)據(jù)分析58-62
• 5.3.3 系統(tǒng)噪聲62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-67

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：高精度微光學(xué)加速度計信號處理系統(tǒng)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：309152