新型壓阻式加速度傳感器的研究.pdf

1、壓阻式硅微加速度傳感器，因其具有響應(yīng)快、靈敏度高、精度高、易于小型化等優(yōu)點，尤其是它的低頻響應(yīng)好，并且該傳感器在強(qiáng)輻射作用下能正常工作，對它的研究近年來受到重視。在工業(yè)自動控制、汽車、地震測量、軍事和空間系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)及生物工程等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 在實際工程應(yīng)用當(dāng)中，往往需要的加速度計既要量程適當(dāng)又要靈敏度高，所以本文的研究目的是對壓阻式加速度計的量程自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究與設(shè)計，在保證固有頻率的同時，擴(kuò)大加速度計的量程

2、。
　　 本文利用靜電力來實現(xiàn)擴(kuò)程。針對量程與靈敏度兼顧問題給出了擴(kuò)程的依據(jù)。調(diào)整系統(tǒng)電路中的控制環(huán)節(jié)是利用單片機(jī)來完成對靜電驅(qū)動電壓的實時控制。介紹了硅微加速度計目前的應(yīng)用狀況，研究了半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)、以及應(yīng)變電阻的制作工藝、懸臂梁的長度、膜厚、機(jī)械特性等對其靈敏度的影響。當(dāng)加速度變化范圍較大時，固定量程對其測量范圍有制約。因此，引入靜電力來擴(kuò)程，設(shè)計了單片機(jī)控制的靜電伺服擴(kuò)程系統(tǒng)電路。分析得出了電壓比較器輸出的邏輯電平與加速度

3、方向關(guān)系對照表?？偨Y(jié)了壓阻式加速度計的溫度特性，給出了補償措施。對整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需的模塊電路進(jìn)行了選擇，并作出了相關(guān)的理論分析。討論了MEMS 器件的制作工藝，以及現(xiàn)有的封裝技術(shù)；重點分析了懸臂梁的加工工藝，為微加速度計的研制、加工打下了基礎(chǔ)。
　　 利用ANSYS 軟件對梁膜結(jié)合的懸臂梁壓阻式加速度計進(jìn)行了仿真。本文對懸臂梁壓阻式加速度計的結(jié)構(gòu)、靈敏度、量程進(jìn)行了系統(tǒng)性分析、研究與設(shè)計。對新型壓阻式加速度計的梁膜結(jié)合結(jié)構(gòu)、梁參