本文關(guān)鍵詞：電容式微加速度計敏感元件中非理想因素的檢測與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微加速度計的應(yīng)用已經(jīng)滲透到日常生活中的方方面面,大到航天、汽車、工業(yè)設(shè)備,小到手機、游戲機中都能看到它的身影。叉指式微加速度計具有體積小、成本低、線性度好等優(yōu)點,是新興傳感器中的代表。隨著MEMS技術(shù)的不斷發(fā)展微加速度計的性能也在不斷提高但仍存在許多不足之處,為了滿足航天航空等高端領(lǐng)域的應(yīng)用要求,需要不斷的提高傳感器的精度和穩(wěn)定性。如何提高加速度計的分辨率、靈敏度以及抑制零偏和漂移成為了微加速度計研究中的重點。在理想情況下叉指式微加速度計被等效為一對初值相等的差分電容,它們的電容差與輸入的加速度線性相關(guān)。但是在設(shè)計和加工的過程中由于結(jié)構(gòu)、工藝以及封裝的影響會導致一些非理想因素的產(chǎn)生,如有效梳齒電容失配、寄生電容、接觸電阻以及電容漏電等,它們的存在會對系統(tǒng)的噪聲和零偏等關(guān)鍵性能產(chǎn)生不可忽略的影響。因此,有必要對微加速度計中的各非理想因素進行研究分析。論文主要研究成果包括:1.分析了叉指電容式微加速度計的檢測原理并設(shè)計了相應(yīng)的高性能開環(huán)檢測電路,為研究微加速度計系統(tǒng)中非理想因素的具體影響形式和影響程度提供了電路模型基礎(chǔ)。2.根據(jù)電路模型,理論分析了微加速度計敏感元件中各非理想因素產(chǎn)生的原因以及它們對系統(tǒng)的具體影響形式,為研究提供了理論基礎(chǔ)。3.針對不同的非理想因素設(shè)計了不同的檢測方法,實現(xiàn)了各非理想因素的精確檢測,為精確量化各非理想因素的影響以及微加速度計的優(yōu)化研究提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。4.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立了精確的微加速度計表芯等效電氣模型,根據(jù)實際的模型參數(shù)計算分析了各非理想因素度對開環(huán)微加速度計系統(tǒng)噪聲性能、零偏性能的影響,并進行了初步的噪聲和零偏測試。最后文中還提出了相應(yīng)的優(yōu)化目標和優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：微加速度計 非理想因素 系統(tǒng)噪聲 零偏
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH824.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3 本文主要工作16-18
• 第二章 微加速度計工作原理分析及檢測電路設(shè)計18-31
• 2.1 叉指式微加速度計工作原理分析18-20
• 2.2 微加速度計檢測電路設(shè)計20-29
• 2.2.1 C-V轉(zhuǎn)換模塊21-24
• 2.2.2 波形發(fā)生及載波分離模塊24-26
• 2.2.3 同步解調(diào)與差分放大模塊26-29
• 2.3 微加速度計樣機測試29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 加速度敏感元件中的非理想因素分析31-42
• 3.1 有效電容失配與寄生電容分析31-36
• 3.1.1 差分有效電容失配對零偏的影響32-33
• 3.1.2 寄生電容對噪聲性能的影響33-36
• 3.2 硅-金接觸電阻分析36-39
• 3.2.1 接觸電阻對傳遞函數(shù)的影響37-38
• 3.2.2 接觸電阻對噪聲及溫度漂移的影響38-39
• 3.3 電容漏電流分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 加速度敏感元件中的非理想因素檢測42-55
• 4.1 微加速度計有效電容與寄生電容檢測42-48
• 4.1.1 MS3110芯片檢測原理和使用方法42-45
• 4.1.2 MS3110芯片性能測試45-46
• 4.1.3 待測電容的實際測量46-48
• 4.2 微加速度計接觸電阻與結(jié)構(gòu)體電阻檢測48-53
• 4.2.1 開爾文四線法檢測原理48-49
• 4.2.2 待測電阻的實際測量49-53
• 4.3 微加速度計絕緣電阻與漏電流檢測53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 微加速度計的等效電氣模型及優(yōu)化設(shè)計55-65
• 5.1 微加速度計等效建模與性能測試55-59
• 5.1.1 等效電氣模型的建立55-56
• 5.1.2 零偏的計算與測試56-57
• 5.1.3 噪聲的計算與測試57-59
• 5.2 微加速度計部分性能優(yōu)化59-64
• 5.2.1 微加速度計的零偏優(yōu)化59-61
• 5.2.2 微加速度計的噪聲優(yōu)化61-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 本文總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士期間取得的成果72-73
• 附錄73-79

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1 劉曉e，

本文編號：436575