固支结构对压阻式加速度传感器的影响

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作者 邸瑜 王丙寅 +3 位作者 王志强 李婉华 李锐锐 梁庭 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第9期17-20,共4页

针对MEMS加速度传感器发展进程中传统仿真模型因未充分考虑固支结构所带来的影响,致使限制了传感器的优化设计。为此,针对四端四梁MEMS压阻式加速度传感器,运用有限元仿真分析方法,研究不同封装约束方法及固支结构对其性能的影响。研究... 针对MEMS加速度传感器发展进程中传统仿真模型因未充分考虑固支结构所带来的影响,致使限制了传感器的优化设计。为此,针对四端四梁MEMS压阻式加速度传感器,运用有限元仿真分析方法,研究不同封装约束方法及固支结构对其性能的影响。研究发现,引入固支结构会造成压敏电阻路径应力约9%的偏差,不同封装方法对应力影响约1.8%。当固支结构宽度为400μm时,可在保证性能的同时,将整体结构尺寸缩小近32%,为微型化压阻式加速度传感器的设计制造提供了新思路与方法。 展开更多

关键词 压阻式加速度传感器 微型化 有限元仿真 固支结构 封装约束方法

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静电吸合对力平衡式隧道加速度传感器的影响 被引量：6

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作者 贺学锋 温志渝 +1 位作者 温中泉 王晓兰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期596-599,共4页

隧尖与阳极之间的可控间距是关系到隧道加速度传感器能否正常工作的一个重要参数,静电吸合限制了该可控间距的范围,本文从理论上分析了静电吸合对隧道加速度传感器设计的影响。对于质量块作活塞式运动的平动型隧道加速度传感器,只有当... 隧尖与阳极之间的可控间距是关系到隧道加速度传感器能否正常工作的一个重要参数,静电吸合限制了该可控间距的范围,本文从理论上分析了静电吸合对隧道加速度传感器设计的影响。对于质量块作活塞式运动的平动型隧道加速度传感器,只有当隧尖与阳极之间的初始间距小于两个反馈电极之间的初始间距的三分之一加上发射间距的和时,力平衡才能实现。对于质量块由多根平行悬臂梁支承的隧道加速度传感器,首次提出并证明,增大隧尖与悬臂梁末端的水平距离可以扩大锥尖高度和锥尖与阳极之间的初始间距的取值范围,从而降低对传感器加工工艺的要求。 展开更多

关键词 加速度传感器 场致发射 力平衡 静电吸合 微机电系统

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力平衡式加速度传感器的性能评价方法 被引量：1

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作者 杨黎薇 周正华 +1 位作者 崔建文 刘琼仙 《地震研究》 CSCD 北大核心 2014年第2期304-311,324,共8页

以SLJ-100型力平衡式加速度传感器为例,介绍了力平衡式加速度传感器的工作原理及系统动力方程.基于系统动力方程,计算了功能试验响应及频率响应,以功能试验为基础,建立一套确定传感器固有频率及阻尼比值的方法.分析试验结果表明,阻尼比... 以SLJ-100型力平衡式加速度传感器为例,介绍了力平衡式加速度传感器的工作原理及系统动力方程.基于系统动力方程,计算了功能试验响应及频率响应,以功能试验为基础,建立一套确定传感器固有频率及阻尼比值的方法.分析试验结果表明,阻尼比值对传感器的幅频特性及相频特性具显著影响,其最佳选择范围为0.68 ～0.70.最后以传感器的自振特性及性能评价为基础,提出了基于功能试验的力平衡式加速度传感器的性能评价方法. 展开更多

关键词 力平衡式加速度传感器 频率响应 功能试验 固有频率 阻尼比值

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便携式力平衡加速度传感器检测装置研究

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作者 于来宝 于来刚 +1 位作者 陈志高 吴雄伟 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2011年第B06期171-173,共3页

在对力平衡加速度传感器结构及工作原理研究的基础上,提出一种便携式力平衡加速度传感器简易检测装置的设计方案,方案符合数字强震动数字加速度仪(DB/T10-2001)行业标准,且经实验验证,切实可行。

关键词 力平衡加速度传感器 检测 传递函数 标准 核电站地震监控系统

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力平衡式真空微电子加速度传感器的机电耦合特性(英文) 被引量：2

5

作者 杨银川 李东玲 尚正国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1361-1366,共6页

力平衡式真空微电子加速度传感器的惯性敏感元件不仅受弹性力的作用,同时还受静电力的作用,其总刚度为机械刚度和由静电力引入的电学刚度之和。本文利用平行板电容器模型计算发射电极间的静电力,并引入一个修正系数描述发射锥尖阵列的影... 力平衡式真空微电子加速度传感器的惯性敏感元件不仅受弹性力的作用,同时还受静电力的作用,其总刚度为机械刚度和由静电力引入的电学刚度之和。本文利用平行板电容器模型计算发射电极间的静电力,并引入一个修正系数描述发射锥尖阵列的影响,对传感器性能进行了理论分析。分析表明,提高偏置电压可以改善传感器的线性度和灵敏度,通过调节偏置电压来调整系统的刚度和阻尼比可使其具有更好的动态特性。由于静电吸合效应的影响,质量块的位移必须小于偏置电极间初始间距的1/3 ,系统才能稳定。为了获得较好的动态特性,需要确定一个由偏置电压决定的优化工作点。实验结果表明,当设置发射电压和反馈偏置电压分别为1.953 V和5.478V时,该真空加速度传感器的灵敏度达到557mV/g,非线性度为0.95%,传感器系统具有良好的性能。 展开更多

关键词 机电耦合 力平衡 真空微电子 加速度传感器

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无方向性力平衡加速度传感器设计 被引量：3

6

作者 李彩华 李小军 颜世菊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第11期78-80,共3页

在传统力平衡加速度传感器技术基础上,通过增加低截止频率的高通滤波电路方法,设计出一种新型无方向选择性的力平衡加速度传感器,使其既可以用来测量水平向低频振动信号,也可以用来测量垂直向低频振动信号。

关键词 力平衡加速度传感器 低频振动 水平向 垂直向

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数字化力平衡加速度传感器设计与应用 被引量：3

7

作者 李彩华 李小军 +2 位作者 滕云田 胡星星 刘成 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期839-850,共12页

在传统模拟式力平衡加速度传感器技术的基础上,通过改进传感器机械结构、内嵌高精度采集器等方法,设计了1款数字化力平衡加速度传感器。针对传感器中三通道模数转换要求完全同步、高分辨率、高采样率等技术难点,本文选用高精度ADS1294... 在传统模拟式力平衡加速度传感器技术的基础上,通过改进传感器机械结构、内嵌高精度采集器等方法,设计了1款数字化力平衡加速度传感器。针对传感器中三通道模数转换要求完全同步、高分辨率、高采样率等技术难点,本文选用高精度ADS1294模数转换器,以同1个驱动信号完成三通道同步模数转换,实现低干扰、高分辨率的模数转换;采用高速ARM微处理器对模数转换数据进行大容量数据存储、高速数据通讯、数据处理、波形显示和电源管理;采用高精度线性电源芯片作为可开关控制的高精度电源,实现仪器整机低功耗管理。该数字化力平衡加速度传感器实现了大动态测量范围、三通道同步数据转换、高达1000Hz的采样率,且具有网络通讯接口等功能。 展开更多

关键词 力平衡加速度传感器 数字化 高精度模数转换 大动态范围

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力平衡加速度传感器现场检测方法研究 被引量：3

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作者 娄良琼 于海英 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期1018-1024,共7页

国家强震动台网使用的力平衡加速度传感器属于强检仪器范围,依据该台网运行与维护规程须每年校准一次。但是近年来我国中强等级的地震频发,由于台网没有备机替换,故无法将服役的传感器分批分期送到计量部门检测,急需一种检测传感器性能... 国家强震动台网使用的力平衡加速度传感器属于强检仪器范围,依据该台网运行与维护规程须每年校准一次。但是近年来我国中强等级的地震频发,由于台网没有备机替换,故无法将服役的传感器分批分期送到计量部门检测,急需一种检测传感器性能现场检定的解决方案。本文针对上述要求,选择北京、河北地区正在服役的传感器进行实验,通过现场与实验室对仪器灵敏度的检测结果进行分析和对比,得出了一种适用于服役传感器现场检测的方法。 展开更多

关键词 力平衡加速度传感器 现场检测 仪器灵敏度

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力平衡加速度传感器设计分析 被引量：12

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作者 李彩华 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第8期46-48,共3页

介绍了差容式力平衡加速度传感器的工作原理,推算了该传感器的运动方程,并推导出力平衡加速度传感器的自振频率、阻尼参数、幅频响应的计算公式,得出了传感器中质量块质量m、比例电阻R、微分电容C直接决定传感器的自振频率、频带宽度和... 介绍了差容式力平衡加速度传感器的工作原理,推算了该传感器的运动方程,并推导出力平衡加速度传感器的自振频率、阻尼参数、幅频响应的计算公式,得出了传感器中质量块质量m、比例电阻R、微分电容C直接决定传感器的自振频率、频带宽度和传感器的输出灵敏度。 展开更多

关键词 力平衡加速度传感器 自振频率 阻尼 幅频响应 频带宽度 灵敏度

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力平衡角加速度传感器的研究 被引量：5

10

作者 迟晓珠 金鸿章 王劲松 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z2期264-265,271,共3页

在开环压阻式角加速度的基础上,对敏感质量环进行力反馈,提出闭环力平衡系统的设计方案,经试验验证,力平衡压阻式角加速度计具有灵敏度高、阈值小、成本低、抗冲击能力好等优点。由于采用了力反馈技术,使系统响应对于外界干扰和内部系... 在开环压阻式角加速度的基础上,对敏感质量环进行力反馈,提出闭环力平衡系统的设计方案,经试验验证,力平衡压阻式角加速度计具有灵敏度高、阈值小、成本低、抗冲击能力好等优点。由于采用了力反馈技术,使系统响应对于外界干扰和内部系统参数变化不敏感,因此可采用成本较低、要求不高的元件,构成较精密的系统。 展开更多

关键词 力平衡 角加速度 传感器

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梳齿式微机械力平衡加速度计 被引量：12

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作者 马欣龙 王永梁 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2002年第3期55-60,共6页

讨论了一种梳齿式微机械加速度计,介绍了表头微机构的特点和系统工作原理。通过对加速度计机械模型的分析,计算得出了加速度计的主要设计性能指标。另外还比较完整的提供了加速度计各项性能试验的数据,试验结果与理论分析能很好地吻合,... 讨论了一种梳齿式微机械加速度计,介绍了表头微机构的特点和系统工作原理。通过对加速度计机械模型的分析,计算得出了加速度计的主要设计性能指标。另外还比较完整的提供了加速度计各项性能试验的数据,试验结果与理论分析能很好地吻合,说明加速度计的性能指标基本达到设计要求,证明这种加速度计的设计是成功的。 展开更多

关键词 微机械系统 梳齿式加速度计 力平衡 惯性仪表 传感器

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压阻式硅微加速度传感器的结构设计与仿真 被引量：5

12

作者 隋丽 石庚辰 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2003年第B03期52-55,共4页

一般的压阻式硅微加速度传感器结构多采用单梁加质量块的形式 ,这种形式的传感器灵敏度比较高 ,但它的横向效应较难克服 ,文中提出一种四梁结构的加速度传感器 ,通过仿真计算 。

关键词 压阻式硅微加速度传感器 结构设计 仿真 工作原理 受力分析 灵敏度 频率分析

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力平衡式加速度计在高低角测量方面的应用

13

作者 齐文浦 《应用光学》 CAS CSCD 1997年第1期41-44,共4页

介绍力平衡式伺服加速度计的原理、结构以及在高低角测量方面的应用方法。

关键词 高低角 传感器 角度测量 加速度计 力平衡式

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基于平衡法的重力加速度测量装置 被引量：3

14

作者 千承辉 陈长松 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第10期19-21,27,共4页

测量重力加速度的方法有自由落体法,气垫导轨法,单摆法和平衡法等,但装置存在体积较大,精度不高等不足。由传统平衡法进行改进并根据牛顿第二、三定律和力的平衡定理,提出新的计算方法,设计得到重力加速度测量装置。装置由6个压阻式传... 测量重力加速度的方法有自由落体法,气垫导轨法,单摆法和平衡法等,但装置存在体积较大,精度不高等不足。由传统平衡法进行改进并根据牛顿第二、三定律和力的平衡定理,提出新的计算方法,设计得到重力加速度测量装置。装置由6个压阻式传感器构成正六面体,测量质量已知的无磁性铁球平衡时所受的合力,计算当地重力加速度值。设计的重力加速度装置精度达到±0.002 m/s2,相对误差小于0.043%,可有效地应用于教学与科研领域。 展开更多

关键词 重力加速度 平衡法 压阻式传感器 无磁性铁球 正六面体

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阵列式柔性力敏传感器的平衡校准标定方法 被引量：4

15

作者 王怀鹏 周旭 +3 位作者 姚志明 杨先军 王鹏 秦嘉深 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期719-724,共6页

阵列式柔性力敏传感器在国家安全、医疗健康、工业制造、人机交互等领域发挥着重要作用,但由于材料和制备工艺等因素,传感器存在误差。针对阵列式柔性力敏传感器的一致性问题和反馈值补偿问题,分析其产生的原因,提出并设计了气压型一体... 阵列式柔性力敏传感器在国家安全、医疗健康、工业制造、人机交互等领域发挥着重要作用,但由于材料和制备工艺等因素,传感器存在误差。针对阵列式柔性力敏传感器的一致性问题和反馈值补偿问题,分析其产生的原因,提出并设计了气压型一体化标定台和相应的平衡校准标定方法。标定台使用气泵作为压力源,通过硅胶膜将压力传导至传感器;平衡校准标定方法首先使用基于Q值检验的离群值处理方法对传感器各敏感点进行平衡,然后引入LMBP算法进行校准。实验表明:R^(2)大于0.997,误差小于2.7%F.S,该标定方法实时性和准确性高,操作简单,具有很好的实用性。 展开更多

关键词 阵列式柔性力敏传感器 反馈值补偿 平衡校准 离群值处理 LMBP

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力平衡式闭环测量系统 被引量：2

16

作者 王威 邓捷 《兵工自动化》 2001年第2期30-32,共3页

将控制理论中的反馈技术应用于力平衡式测量领域，形成力平衡式闭环测量系统。该系统将系统输出反馈与输入信号比较产生偏差信号，此信号经前向环节放大后调节反馈量直至偏差信号为零，其输出即为测得值。系统的构成主要包括前向环节和... 将控制理论中的反馈技术应用于力平衡式测量领域，形成力平衡式闭环测量系统。该系统将系统输出反馈与输入信号比较产生偏差信号，此信号经前向环节放大后调节反馈量直至偏差信号为零，其输出即为测得值。系统的构成主要包括前向环节和反馈环节，保证系统稳定或满足不同频响则需加入复合反馈环节和在放大环节中加入校正环节。并以力平衡式加速度测量系统和绝对吸引式圆盘电压测量系统为例，讨论了这种闭环测量系统的组成、原理、传递函数、特点和应用效果。 展开更多

关键词 力平衡式测量系统 控制理论 反馈技术 加速度 绝对吸引式圆盘电压 闭环测量系统

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车载式拖拉机座椅舒适性测试系统的研究 被引量：7

17

作者 楼少敏 许沧粟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期35-36,61,共3页

应用美国模拟器件公司的 ADXL 10 5微型力平衡式加速度传感器、美国 Cygnal公司 F32 0型单片机组成车载式拖拉机座椅舒适性测试系统 ,系统易标定、成本低、供电方式简单。试验结果表明 ,在其他条件相同时 ,拖拉机座椅固有频率只要避开... 应用美国模拟器件公司的 ADXL 10 5微型力平衡式加速度传感器、美国 Cygnal公司 F32 0型单片机组成车载式拖拉机座椅舒适性测试系统 ,系统易标定、成本低、供电方式简单。试验结果表明 ,在其他条件相同时 ,拖拉机座椅固有频率只要避开人体敏感的频率范围 ,座椅的舒适性就能得到明显的改善。 展开更多

关键词 车载式拖拉机 座椅 舒适性 测试系统 微型力平衡式加速度传感器 F320型单片机

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基于光电测试技术桩土界面受力特性模型试验 被引量：6

18

作者 白晓宇 王永洪 +2 位作者 张明义 桑松魁 王鹏 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第3期1177-1182,共6页

为研究预制桩在沉桩过程中桩—土界面侧压力对桩身轴力的影响,模型桩桩身同时埋设温度自补偿微型光纤光栅应变传感器、微型硅压阻式(土压力和孔隙水压力)传感器,借助光电一体化测试技术,分析了侧压力对桩身轴力的影响规律。试验结果表明... 为研究预制桩在沉桩过程中桩—土界面侧压力对桩身轴力的影响,模型桩桩身同时埋设温度自补偿微型光纤光栅应变传感器、微型硅压阻式(土压力和孔隙水压力)传感器,借助光电一体化测试技术,分析了侧压力对桩身轴力的影响规律。试验结果表明:温度自补偿微型光纤光栅应变传感器性能稳定,可实时监控桩身轴力变化;微型硅压阻式土压力及孔隙水压力传感器成活率高,成功测得了桩—土界面土压力和孔隙水压力。在沉桩过程中,侧压力随贯入深度逐渐增加,同一深度处的侧压力反而减小;侧压力对桩身轴力影响值约为1~2倍,最大可达2.7倍。研究结果对重新认识预制桩的贯入机理及承载性状有重大意义。 展开更多

关键词 有效侧压力 轴力 模型试验 光纤光栅 微型硅压阻式传感器

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地震预警仪观测地脉动差异与评估场地条件的可行性研究 被引量：1

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作者 师黎静 崔迪宇 +1 位作者 刘佳轩 高凯 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2022年第3期502-515,共14页

根据台站场地条件进行地震动参数校正,有助于提高地震预警的有效性和准确性。针对我国地震预警台网中部分台址场地条件信息不完整及观测仪器的多样性,通过采用不同灵敏度的力平衡式加速度仪、速度仪和MEMS烈度仪,同时进行大量不同类别... 根据台站场地条件进行地震动参数校正,有助于提高地震预警的有效性和准确性。针对我国地震预警台网中部分台址场地条件信息不完整及观测仪器的多样性,通过采用不同灵敏度的力平衡式加速度仪、速度仪和MEMS烈度仪,同时进行大量不同类别场地的地脉动观测,多角度对比分析时、频差别,探讨基于地震预警仪观测地脉动评价场地条件的可行性。结果表明,加速度仪灵敏度越高,H/V谱比卓越频率越易识别;速度仪与力平衡式加速度仪观测的地脉动,三分向傅氏谱和H/V谱比的谱形与卓越频率均一致;与TAG-33M强震仪相比,TMA-53烈度仪观测的地脉动整体幅值略高,波形较差,但随着振幅增大趋于一致;在近80%的场地上,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱卓越频率相差<0.5 Hz;当幅值均方根值>0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱均趋于一致;当幅值均方根值为0.02 Gal~0.05 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动竖向和水平向傅氏谱谱形均有较高的相似性;当幅值均方根值<0.02 Gal时,TAG-33M强震仪与TMA-53烈度仪观测的地脉动傅氏谱谱形相差较大,相似性低;依据TAG-33M强震仪观测地脉动H/V谱比的卓越频率判定场地类别,准确率达83.3%;TMA-53烈度仪观测地脉动的H/V谱比过于平坦,大多数场地上卓越频率识别困难。 展开更多

关键词 地脉动 场地条件 地震预警 力平衡式加速度仪 MEMS烈度仪

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