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刊名：传感技术学报
发表时间：2016-01-01
摘要:
针对电容式微加速度计的刻度温漂,根据微加速度计的检测原理及热变形的分析结果,建立了刻度温漂的半解析模型,并在此基础上分析了刻度温漂的主要影响因素.分析结果表明,刻度温漂由两部分组成,第一部分主要由单晶硅的弹性模量的温度系数决定,可以通过高掺杂降低;第二部分由微加速度计的热变形引起,它的大小与封装胶的弹性模量、梳齿的宽度、大电容间隙与小电容间隙的比值以及固定梳齿锚点的位置相关;第一部分和第二部分分别是正数和负数,因此相互补偿.基于MEMS体硅微加工工艺,制造了微加速度计的实验样品,刻度温漂的测量结果验证了理论分析结果的正确性.
刊名：光学精密工程
发表时间：2015-12-01
摘要:
为实现电容式微加速度计的数字输出闭环,设计了一种数字输出闭环ASIC(Application Specific Integrated Cir-cuit)接口电路,以降低电路输出噪声并提高测量量程.对已有的电容式微加速度计ASIC电路进行了改进,分时段在中间极板上加载差分电容读出信号和由脉宽调变(PWM)波控制的反馈信号,然后由控制器实现闭环,利用Sigma Delta调制器实现模数转换.通过分析差分电容读出电路和Sigma Delta调制器的原理和特性,建立了该数字输出闭环电容式微加速度计的模型,进行了系统的设计与仿真.实验结果表明,该数字输出闭环电容式微加速度计的噪声水平为9.6μg/√Hz,量程为±39.这些结果验证了时分复用方案的可行性和本文所提出模型的正确性.
刊名：传感技术学报
发表时间：2008-03-01
摘要:
AD7745是世界上首款24 bit数字输出的电容读取芯片,可以测量一对差分电容.它的输入共模偏置电容最大可到17 PF,输入电容变化范围为±4 pF,采样频率/通频带为10 Hz到90 Hz.基于AD7745的微电容加速度计测量电路系统有两种输出方式:一方面通过16 bit的D/A将数字信号转换成模拟电压信号,实时输出到示波器;另一方面可将AD7745的24 bit输出结果通过串口输入到计算机里,由计算机实现波形显示、分析.对PCB布线进行优化后,试验测得采样频率为90.9 Hz时,AD7745数据的实际有效位数为14.5 bit,对应分辨率为0.37 fF.
刊名：传感技术学报
发表时间：2007-03-01
摘要:
针对当前电容式微加速度计量程不高、开环模式非线性误差大的特点,根据力学理论和电路读出原理,并基于非线性特性中最大可测量加速度、初始工作点和吸合点与动定电极间距d的变化规律,提出了电容式微加速度计非线性模型.模型指出,随着输出电压的增加,可测量加速度近似成线性增加,在靠近最大可测量加速度αmax时斜率增大,其后随输出电压的增加而减小至吸合点;αmax由d和微结构梁弹性常数与质量之比λ决定,且d的作用优于λ;d在小于初始工作点时加速度计不能工作,该点由传感头参数η决定,且η的最佳取值范围为1×1019～2×1019,此时准静态条件下吸合点大于整个动电极行程的95%.该模型的提出对开环式加速度计的非线性误差纠正提供了理论支持,对加速度计的结构设计具有参考价值.
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