本文關(guān)鍵詞：硅微振梁式加速度計(jì)的溫度檢測(cè)及閉環(huán)控制

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【摘要】：為實(shí)現(xiàn)硅微振梁式加速度計(jì)系統(tǒng)芯片級(jí)溫度測(cè)量及系統(tǒng)閉環(huán),本文針對(duì)系統(tǒng)的非慣性結(jié)構(gòu)部分提出了微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)結(jié)構(gòu)溫度的芯片級(jí)測(cè)量和閉環(huán)控制優(yōu)化方法。與以溫控罩的溫度作為參考溫度的方法不同,該方法提出了供芯片級(jí)溫度測(cè)量的MEMS結(jié)構(gòu)、工藝及配套電路,通過(guò)直接測(cè)量MEMS結(jié)構(gòu)的溫度完成實(shí)時(shí)補(bǔ)償,從而提高了測(cè)量精度。該方法在閉環(huán)控制的前置電路中應(yīng)用了二極管電容解調(diào)電路,與前期使用的跨阻或者跨導(dǎo)方案相比,對(duì)器件的要求從pA級(jí)降至nA級(jí)。運(yùn)用時(shí)域方法求得二極管電路方案的解析解,提出參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,保證了電容測(cè)量輸入與輸出間的線性關(guān)系。最后,采用二階最優(yōu)模型對(duì)閉環(huán)控制的后置電路進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,控制了上電時(shí)間。配合硅微振梁式加速度計(jì)原理樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溫度補(bǔ)償后的零偏穩(wěn)定性為52.0μg,標(biāo)度因子穩(wěn)定性為16.0×10-6,分辨率為34.9μg。這些結(jié)果驗(yàn)證了本文理論的可行性。
【作者單位】： 清華大學(xué)精密儀器系精密測(cè)試技術(shù)及儀器國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 硅微振梁式加速度計(jì) 溫度測(cè)量 電容測(cè)量 閉環(huán)控制
【基金】：國(guó)家預(yù)研基金資助項(xiàng)目(No.9140A09023110JW0102)
【分類號(hào)】：TH824.4
【正文快照】： 1引言硅微振梁式加速度計(jì)(Silicon Resonant Ac-celerometer,SRA)是將敏感軸方向加速度輸入轉(zhuǎn)換為頻率輸出的慣性傳感器。與硅微電容式加速度計(jì)相比,由于其在諧振狀態(tài)工作,在系統(tǒng)能量損耗、精度上具有一定優(yōu)勢(shì)[1]。與擺式積分陀螺加速度計(jì)相比,由于其可以利用MEMS工藝在晶圓上

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 石然;裘安萍;蘇巖;;硅微諧振式加速度計(jì)的實(shí)現(xiàn)及性能測(cè)試[J];光學(xué)精密工程;2010年12期

2 李晶;樊尚春;;諧振式加速度計(jì)模型分析與仿真[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年06期

3 裘安萍;董金虎;;硅微諧振式加速度計(jì)的溫度效應(yīng)及補(bǔ)償[J];納米技術(shù)與精密工程;2012年03期

4 王巍;王巖;莊海涵;邢朝洋;;諧振式硅微加速度計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2012年06期

5 王巍;王巖;莊海涵;邢朝洋;;硅微諧振加速度計(jì)的溫度特性[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2013年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉恒;靜電剛度諧振式微加速度計(jì)相關(guān)技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2011年

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳劍威;唐立新;;基于根軌跡法與串聯(lián)PID法的激光操作控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào);2010年03期

2 高林;于揚(yáng);賀永珍;;面向21世紀(jì)控制理論基礎(chǔ)課程的改革與設(shè)想[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1999年S1期

3 王志強(qiáng);王永紅;;直流調(diào)速系統(tǒng)電源擾動(dòng)情況下的最佳調(diào)節(jié)[J];包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年04期

4 徐偉君;邵陸壽;王川;劉后廣;;自動(dòng)包裝機(jī)機(jī)器人手臂系統(tǒng)建模[J];包裝與食品機(jī)械;2006年06期

5 杜碧華;;工程控制論在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用綜述[J];成都紡織高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);1998年03期

6 于海;“W-4H”公式的推廣應(yīng)用(三)[J];長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1999年01期

7 童亮,高鐘毓;感應(yīng)同步器數(shù)字測(cè)角系統(tǒng)的硬件與軟件[J];傳感器技術(shù);2001年10期

8 馬克難;馬超;李斌;;非接觸式計(jì)數(shù)器在道路疲勞試驗(yàn)中的應(yīng)用[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2006年01期

9 張文海,郭少平,孟嗣宗;發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比傳輸特性的研究[J];車用發(fā)動(dòng)機(jī);1997年05期

10 周X敏;胡少剛;;節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)建模與動(dòng)態(tài)特性研究[J];常州工學(xué)院學(xué)報(bào);2006年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 姜浩;劉衍聰;張彥廷;劉振東;;鉆柱升沉補(bǔ)償試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];2011年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專輯[C];2011年

2 胡鳴鏑;李傳志;;變頻供水設(shè)備能耗分析研究[A];2010年全國(guó)給水排水技術(shù)信息網(wǎng)年會(huì)論文集[C];2010年

3 楊帥;應(yīng)啟戛;張振東;丁毅;姚喜貴;程道來(lái);;柴油機(jī)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)研究[A];第三屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

4 胡鳴鏑;李傳志;;高壓細(xì)水霧系統(tǒng)在武漢市民之家中的應(yīng)用[A];全國(guó)第一屆細(xì)水霧滅火系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王存磊;混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)電控管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及排放控制研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 郭鐘華;節(jié)能型潔具真空吸排系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2012年

3 賈宏光;基于變比模型的壓電驅(qū)動(dòng)微位移工作臺(tái)控制方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;2000年

4 孫鑫;造紙過(guò)程的分層遞階智能控制系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2001年

5 尹增山;混雜系統(tǒng)優(yōu)化控制理論研究[D];浙江大學(xué);2001年

6 謝雪康;雙向空間交會(huì)對(duì)接激光搜索跟蹤技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2003年

7 韓邦成;單軸飛輪儲(chǔ)能/姿態(tài)控制系統(tǒng)的仿真及其實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2004年

8 周亞軍;導(dǎo)管架海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)智能主動(dòng)控制研究[D];大連理工大學(xué);2004年

9 陳寧;液體粘性傳動(dòng)（HVD）技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2003年

10 沈海闊;基于能量調(diào)節(jié)的電液變轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐麗娟;汽車主動(dòng)懸架振動(dòng)控制方法的研究與效果分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 田小龍;直流無(wú)刷伺服電機(jī)DSP控制系統(tǒng)研究及其在自動(dòng)變量施肥器中的應(yīng)用[D];昆明理工大學(xué);2008年

3 呂振軍;插裝式三通比例減壓閥研究[D];浙江大學(xué);2011年

4 張t$t$;連鑄結(jié)晶器液壓振動(dòng)系統(tǒng)研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

5 岑海洪;電動(dòng)注塑機(jī)曲柄滑塊射膠伺服系統(tǒng)的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

6 李曉波;面向自動(dòng)變速器再制造的電磁閥數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];華南理工大學(xué);2011年

7 李鵬;晶圓升降機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

8 陳智明;中空電液伺服馬達(dá)低速特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

9 徐俊;柴油機(jī)測(cè)試儀表校驗(yàn)儀及綜合信息管理系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

10 柯陸萍;商場(chǎng)電氣承包工程項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃與控制研究[D];上海交通大學(xué);2012年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賈玉斌,郝一龍,鐘瑩,張嶸;基于諧振原理的硅微機(jī)械加速度計(jì)[J];微納電子技術(shù);2003年Z1期

2 任杰;樊尚春;;硅基雙軸諧振式微機(jī)械加速度計(jì)的設(shè)計(jì)與仿真[J];微納電子技術(shù);2007年10期

3 何高法;唐一科;何曉平;劉世明;;一種新型諧振式微加速度計(jì)設(shè)計(jì)和分析[J];微納電子技術(shù);2007年Z1期

4 賈玉斌,郝一龍,張嶸;一種新型體硅諧振加速度計(jì)(英文)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2005年02期

5 于威威;管克英;;基于描述函數(shù)法確定極限環(huán)個(gè)數(shù)問(wèn)題的研究[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2006年03期

6 李海娟,周浩敏;硅諧振式壓力微傳感器閉環(huán)系統(tǒng)[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2005年03期

7 沈浩;夏群力;祁載康;王娟利;;速度追蹤制導(dǎo)控制系統(tǒng)描述函數(shù)法設(shè)計(jì)[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年07期

8 吳學(xué)忠;肖定邦;李圣怡;;自動(dòng)增益控制在振動(dòng)式微陀螺驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年03期

9 李芊;李曉瑩;常洪龍;蔣慶華;;振動(dòng)式微機(jī)械陀螺驅(qū)動(dòng)控制電路研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年05期

10 陳健;陳德勇;王軍波;楊苗苗;毋正偉;陳李;;微諧振梁的激振與拾振研究(英文)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2006年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 鐘瑩;微機(jī)電系統(tǒng)諧振器面內(nèi)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的激光多普勒方法[D];天津大學(xué);2005年

2 李錦明;高信噪比電容式微機(jī)械陀螺的研究[D];中北大學(xué);2005年

3 施芹;提高硅微陀螺儀性能若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2006年

4 謝勇君;MEMS微結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)試方法及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

5 周敬然;加速度傳感器ICP關(guān)鍵制作工藝及檢測(cè)電路的研究[D];吉林大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 程保羅;新型體微機(jī)械工藝制造高性能加速度傳感器的研究[D];浙江大學(xué);2004年

2 周銘;諧振式傳感器的理論與設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2004年

3 劉顯學(xué);微機(jī)械音叉陀螺接口電路研究[D];中國(guó)工程物理研究院;2006年

4 李元元;變面積差分電容式微機(jī)械加速度傳感器的建模仿真[D];吉林大學(xué);2007年

5 莊瑞芬;硅微諧振式加速度計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2009年

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐濤,羅武勝,呂海寶,董文娟;微硅加速度計(jì)在定向鉆進(jìn)角度測(cè)量中的應(yīng)用[J];國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào);2004年02期

2 熊V，

本文編號(hào)：622133