本文關(guān)鍵詞：微機(jī)械電容式加速度計(jì)的系統(tǒng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 利用MEMS技術(shù)生產(chǎn)的微機(jī)械電容式加速度計(jì)具有制作工藝簡(jiǎn)單、溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好、阻尼系數(shù)容易控制等優(yōu)點(diǎn),因而得到了廣泛的應(yīng)用。因此,對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的理論意義及應(yīng)用價(jià)值。 本文根據(jù)微機(jī)械電容式加速度計(jì)的工作原理,經(jīng)過分析建立了其力學(xué)模型,給出了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程,進(jìn)而給出了其動(dòng)態(tài)控制模型。綜合比較了三種類型電容加速度計(jì)的特點(diǎn),并根據(jù)各種梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能,通過分析比較,得出了折疊梁支撐的體硅加工定齒偏置梳齒結(jié)構(gòu)為電容加速度計(jì)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。以定齒偏置梳齒閉環(huán)電容加速度計(jì)為例,設(shè)計(jì)了該加速度計(jì)的電容檢測(cè)電路;對(duì)它的靜電剛度、量程、穩(wěn)定性、分辨率、躁聲與阻尼特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明為了提高精度,擴(kuò)大加速度計(jì)的量程,只有當(dāng)閉環(huán)加速度計(jì)的偏置電壓采用正負(fù)配置時(shí)才可能使靜電力產(chǎn)生負(fù)反饋效應(yīng);而且偏置電壓的設(shè)置要適當(dāng),才能滿足量程和穩(wěn)定性的要求;采取必要的措施減小機(jī)械躁聲可以提高分辨率;加速度計(jì)的阻尼可以通過調(diào)整閉環(huán)電路的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。本文的研究為微機(jī)械電容加速度計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：微機(jī)械電容式加速度計(jì) 原理 結(jié)構(gòu) 檢測(cè) 性能
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TH824
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 微機(jī)電系統(tǒng)概述7-11
• 1.2 微機(jī)械加速度計(jì)11-13
• 1.2.1 微機(jī)械加速度計(jì)的產(chǎn)生與分類11-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外微機(jī)械電容加速度計(jì)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本論文的主要目的和主要工作13-15
• 第二章 微機(jī)械電容加速度計(jì)的工作原理及模型15-39
• 2.1 微機(jī)械加速度計(jì)的工作原理與模型15-18
• 2.1.1 微機(jī)械加速度計(jì)的工作原理15
• 2.1.2 微機(jī)械加速度計(jì)的模型15-18
• 2.2 微機(jī)械電容式加速度計(jì)的工作原理18-22
• 2.2.1 微機(jī)械電容式加速度計(jì)的工作原理18
• 2.2.2 電容的改變方式與工作原理18-22
• 2.3 開環(huán)微電容加速度計(jì)的數(shù)學(xué)模型22-26
• 2.3.1 開環(huán)靜電力23
• 2.3.2 開環(huán)靜電負(fù)剛度23-26
• 2.4 閉環(huán)微電容加速度計(jì)的數(shù)學(xué)模型26-35
• 2.4.1 偏置電壓的配置26-28
• 2.4.2 閉環(huán)靜電反饋電路中偏置電壓的設(shè)置28-35
• 2.5 閉環(huán)伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型35-36
• 2.6 電模擬模型36-38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第三章 微機(jī)械電容式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39-49
• 3.1 微機(jī)械電容式加速度計(jì)的三種結(jié)構(gòu)39-40
• 3.2 表面加工定齒均勻配置梳齒式電容加速度計(jì)40-41
• 3.3 體硅加工定齒偏置結(jié)構(gòu)的梳齒電容加速度計(jì)41-47
• 3.3.1 體硅加工定齒偏置結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)42-43
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)粱選擇43-45
• 3.3.3 折疊粱剛度計(jì)算45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 微機(jī)械電容加速度計(jì)的電容檢測(cè)電路49-55
• 4.1 電容測(cè)量轉(zhuǎn)換電路49-54
• 4.1.1 加速度計(jì)激勵(lì)信號(hào)的確定49-50
• 4.1.2 電荷放大器50-51
• 4.1.3 高通濾波器51-52
• 4.1.4 差動(dòng)運(yùn)算放大器52-53
• 4.1.5 同步解調(diào)器53-54
• 4.2 集成測(cè)量電路54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第五章 伺服電容加速度計(jì)的性能分析55-69
• 5.1 靜電力分析55-57
• 5.2 量程分析57-58
• 5.3 穩(wěn)定性分析58-60
• 5.4 分辨率分析60-61
• 5.5 表頭的交叉靈敏度分析61-64
• 5.6 噪聲分析64-65
• 5.7 阻尼分析65-67
• 5.8 本章小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 研究成果75

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 呂海峰;彭小明;劉靜;;集裝箱用電容式加速度傳感器的熱變形分析[J];包裝工程;2013年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 周吳;微加速度計(jì)的機(jī)電耦合特性及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2010年

2 代剛;MEMS-IMU誤差分析補(bǔ)償與實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 郭攀;微傳感器微弱電壓信號(hào)讀出電路芯片設(shè)計(jì)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

2 魏華峰;低功耗高精度電容式加速度計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];浙江大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：微機(jī)械電容式加速度計(jì)的系統(tǒng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：277724