多梁支撑圆盘电容式微加速度计测控系统的研究

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多梁支撑圆盘电容式微加速度计测控系统的研究

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毕业论文范文题目：多梁支撑圆盘电容式微加速度计测控系统的研究，论文范文关键词：多梁支撑圆盘电容式微加速度计测控系统的研究
多梁支撑圆盘电容式微加速度计测控系统的研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：加速度计是一种典型的惯性传感器。随着微机电系统(MEMS)的发展,MEMS加速度传感器越来越显示出它的重要性,在航空航天、武器装备、汽车、消费电子等方面有着广泛的应用与需求,尤其在冲击载荷测量、弹药引信等领域,对高过载高G(G为重力加速度)值加速度计提出了较高要求:上万至数十万G量程,且频率范围较宽,工作环境恶劣。因此,利用MEMS技术开发研究高精度、高量程、低功耗、低成本的微加速度计迫在眉睫。其中,电容式微加速度计灵敏度和测量精度高、稳定性好、温度漂移小、功（本文此处忽略..）耗极低、而且过载保护能力较强,通过实现反馈闭环控制可显著提高传感器的性能,是高过载MEMS微加速度计一个重要发展方向。本文研究了一种多梁支撑圆盘电容式微加速度计,该加速度计采用金属作为主要结构材料,金属的断裂韧度远高于硅系材料的断裂韧度,可在很大程度上防止断裂发生,提高抗冲击能力。为了提高抗过载能力,中间极板采用多梁支撑的圆盘形状质量块,以降低边缘应力分布,且相比方形质量块结构变形分布更均匀。增加支撑梁的数目,在一定程度上使应力分布更加均匀,同时也增加（此处忽略..）了质量块的抗冲击能力,进一步提高了量程。本文主要从以下几个方面进行了研究:1、微加速度计的电学等效模型及仿真。根据微加速度计的力学模型,通过PSpiceTM工具建立了微加速度计的电学等效模型和差分电容等效模型,仿真分析了微加速度计在外界加速度作用下的位移和差分电容变化情况。2、微加速度计的工艺研究。其微制造方案采用下定子(含动极板)和上定子分别加工,然后焊接键合形成上下电容间隙。结合本实验室的工艺,采用UV-LIGA技术对微加速度计工艺流程进行了研究,并进行了（本文此处忽略..）玻璃腐蚀、牺牲层释放等关键工艺试验。分别加工出了集成可动敏感质量块的下定子结构和上定子结构,并进行装配键合,完成微加速度计芯片的制作。3、微加速度计的测控系统研究。设计了微加速度计检测通道电路,主要包括电荷积分放大,高通滤波,四阶带通滤波,相敏解调以及低通滤波放大和电平转换电路,并进行检测通道系统仿真。为了实现闭环控制,设计了基于SEED-DSP28335的数字控制器,主要包括A/D转换,PID控制和D/A转换。设计了反馈通道,主要包括低通滤波和高压放大电路,将偏（略..）置电压与反馈信号叠加后加载到微加速度计的反馈电极上实现了整个系统的闭环控制。最后设计了基于加速度计芯片MMA1200的加速度标定电路。4、对微加速度计进行了电容标定、自检测和静态电容实验。检测通道的量程约为±6pF,灵敏度为89.3mV/pF,线性度为2.59%,满足微加速度计测控系统的精度要求。通过自检测实验可知,在忽略微加工艺误差的情况下,微速度计左右结构基本对称。这些实验为下一步系统测控实验的进行打下了基础。

以上为本篇毕业论文范文多梁支撑圆盘电容式微加速度计测控系统的研究的介绍部分。

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