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一种减小微机械加速度计振动偏移的 李童杰 刘云峰 董景新 范 达 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京,100084 摘要:为降低敏感元件对称性较差的微机械加速度计的振动偏移,对加速度计振动偏移产生的原因和抑制方案进 行研究。首先,分析了系统学模型,并得出对于不对称的敏感元件采用对称的电容检测电路时,检测电路输出和敏 感元件动极板位移关系函数中存在明显偶次项系数,进而造成振动零偏;其次,讨论了力矩器的非线性,通过理论 分析得出,外加静电力等效对称方案无法抑制力矩器环节的振动偏移,提出了敏感元件等效对称补偿方案以及静 电力发生器等效对称化方案,通过理论分析得出该方案大大降低了敏感元件不对称带来的振动偏移;最后,对静电 力对称方案和等效对称补偿方案进行了对比试验。试验结果表明,对于对称性较差的敏感元件,等效对称补偿方案 在保证线性度的同时,大大减小了振动时输出均值的偏移。 微机械加速度计;敏感元件;对称补偿;振动;偏移 TH824 国家“十一五”计划预研资助项目(编号:51308050208) 2010-03-17 2010-05-25 位置3 由式 结束语 @@[1]吴天准,董景新,刘云峰,等.梳齿式微加速度计闭环系 统性能的分析与优化[J].仪器仪表学报,2006,27 (3):285-289. @@[2]李童杰,刘云峰,董景新.力反馈式加速度计动态特性 分析及重要参数选择[J].惯性技术学报,2009,17 (4): 483-487. @@[3]胡溟;董景新,万蔡辛,等.二极管电容检测用于微加 速度计的误差分析[J].传感器技术,2008,48(11): 1732-1734. @@[4] Wan Caixin, Dong Jingxin, Liu Yunfeng, et al. Non linearity of a closed-loop micro-accelerometer [C]// 16th IEEE International Conference on Control Appli cations. Singapore: IEEE Press,2007: 1260-1265. @@[5] Sun D, Dong W, Liu C, et al. Characteristic analysis on dynamic response of a micro-actuator[J]. Journal of Microsystem Technologies, 2007,13(1):1-11. @@[6] Hassani F A, Payam A F, Fathipour M. Design of a smart MEMS accelerometer using nonlinear control principles [J]. Smart Structures and Systems, 2010, 6 (1): 1-16. @@[7]洪连进;陈洪娟.电容式硅微结构加速度计动态特性 的研究[J].振动、测试与诊断,2003,23(3):220-223. 第一作者简介:李童杰 男,1981年6 月,男,博士研究生。主要研究方向为加 速度计设计、智能仪器设计等。曾发表 “梳齿式微机械加速度计的研制”(《传 感技术学报》2009年第22卷第3期)等 论文。 E-mail: li-tj06@mails. tsinghua. edu. cn 欢迎订阅《振动、测试与诊断》 一种减小微机械加速度计振动偏移的方案 作者： 李童杰， 刘云峰， 董景新， 范达 作者单位： 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京,100084 刊名： 振动、测试与诊断 英文刊名： Journal of Vibration Measurement & Diagnosis 年，卷(期)： 2011,31(5) 参考文献(7条) 1.吴天准;董景新;刘云峰 梳齿式微加速度计闭环系统性能的分析与优化[期刊论文]-仪器仪表学报 2006(03) 2.李童杰;刘云峰;董景新 力反馈式加速度计动态特性分析及重要参数选择[期刊论文]-中国惯性技术学报 2009(04) 3.胡溟;董景新;万蔡辛 二极管电容检测用于微加速度计的误差分析 2008(11) 4.Wan Caixin;Dong Jingxin;Liu Yunfeng Nonlinearity of a closed-loop micro-accelerometer 2007 5.Sun D;Dong W;Liu C Characteristic analysis on dynamic response of a micro-actuator 2007(01) 6.Hassani F A;Payam A F;Fathipour M Design of a smart MEMS accelerometer using nonlinear control principles 2010(01) 7.洪连进;陈洪娟 电容式硅微结构加速度计动态特性的研究[期刊论文]-振动、测试与诊断 2003(03) 本文读者也读过(7条) 1. 熊磊.张朋好.杨中柳.田阳.XIONG Lei.ZHANG Peng-hao.YANG Zhong-liu.TIAN Yang 加速度计力矩器设计[期刊论文]-计测技术2008,28(2) 2. 王子南.王翠云.王玉杰.王大量.孙月.徐连宇.李正斌.Wang Zinan.Wang Cuiyun.Wang Yujie.Wang Daliang.Sun Yue.Xu Lianyu.Li Zhengbin 基于多点耦合内切的光纤谐振环慢光系统转动传感理论[期刊论文]-红外与激光工程2011,40(12) 3. 陈福深.张长明.CHEN Fu-shen.ZHANG Chang-ming 伺服加速度计在抗振动干扰攻角测量中的应用与设计[期刊论文]-中国惯性技术学报 2000,8(2) 4. 俞志伟.宫俊.吴强.戴振东.YU Zhiwei.GONG Jun.WU Qiang.DAI Zhendong 小型三维力传感器的设计和解耦测试研究[期刊论文]-传感技术学 报2012,25(1) 5. 王文军.柳旭英.李临生.田洪钧.张杰 一种新型自动测斜仪的研究及应用[期刊论文]-煤炭工程2006(8) 6. 胡维星.张海庄.李广东.夏润波.薛飞.HU Wei-xing.ZHANG Hai-zhuang.LI Guang-dong.XIA Run-bo.XUE Fei 陀螺仪对激光导引头跟踪精度 影响研究及改进[期刊论文]-现代电子技术2011,34(15) 7. 李童杰.刘云峰.董景新.范达.LI Tong-jie.LIU Yun-feng.DONG Jing-xin.FAN Da 力反馈式微机械加速度计刚度的自适应调整[期刊论文]- 光学精密工程2010,18(11) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zdcsyzd201105026.aspx