MEA优化的BPNN MEMS加速度计温度补偿系统 被引量：2

1

作者 庞作超 徐大诚 郭述文 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第8期97-99,103,共4页

在充分研究单轴硅微扭摆式电容加速度计结构原理和温度特性的基础上,利用思维进化算法(MEA)优化反向传播神经网络(BPNN)参数构建微机电系统(MEMS)加速度计的温度补偿模型,通过温度实验,计算出温度模型参数,进而实现实时温度补偿。实验... 在充分研究单轴硅微扭摆式电容加速度计结构原理和温度特性的基础上,利用思维进化算法(MEA)优化反向传播神经网络(BPNN)参数构建微机电系统(MEMS)加速度计的温度补偿模型,通过温度实验,计算出温度模型参数,进而实现实时温度补偿。实验结果表明:使用MEA优化的BPNN算法补偿后加速度计的非线性由1 576×10-6减小为266×10-6,标度因数温度系数由438×10-6/℃减小为78×10-6/℃,全温零偏极差由58.8 mgn减小为2.7 mgn,加速度计的温度特性大幅提高,证明所提温度补偿算法的有效性。 展开更多

关键词 微机电系统加速度计 思维进化算法 反向传播神经网络 温度补偿

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基于电容检测的高精度大量程MEMS加速度计设计 被引量：7

2

作者 唐兴刚 龙善丽 +2 位作者 童紫平 吴传奇 贺克军 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第3期100-102,107,共4页

为满足系统在导航和倾角测量等领域对高精度、大量程加速度计的应用需求,设计了一种高精度、大量程微机电系统(MEMS)加速度计。加速度计敏感结构采用梳齿式结构,电容/电压(C/V)转换电路采用开关电容架构,通过斩波技术和相关双采样技术... 为满足系统在导航和倾角测量等领域对高精度、大量程加速度计的应用需求,设计了一种高精度、大量程微机电系统(MEMS)加速度计。加速度计敏感结构采用梳齿式结构,电容/电压(C/V)转换电路采用开关电容架构,通过斩波技术和相关双采样技术有效降低调理电路的1/f噪声。为提高系统线性度,模/数转换器(ADC)采用2阶1 bit Sigma-Delta架构,同时采用斩波技术降低ADC的失调及1/f噪声。本文设计采用0.18μm BCD工艺,调理电路面积为28 mm^(2)。测试结果表明:MEMS加速度计在±50 gn的量程下,零偏稳定性达到73.7μg,非线性度为69.3×10^(-6),总功耗110 mW。 展开更多

关键词 微机电系统加速度计 电容/电压转换电路 高精度 大量程

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MEMS加速度计在线快速标定系统设计与实现 被引量：13

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作者 刘伟 魏婷婷 杨清山 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第12期73-75,共3页

微机电系统(MEMS)加速度计的标定方法主要是利用高精度转台在重力场下进行翻转实验,通过采集存储不同位置下的加速度计输出,利用事后处理的方法得到待标定加速度计的标度因数和零位电压。然而事后处理的方法效率较低,数据处理较繁琐。... 微机电系统(MEMS)加速度计的标定方法主要是利用高精度转台在重力场下进行翻转实验,通过采集存储不同位置下的加速度计输出,利用事后处理的方法得到待标定加速度计的标度因数和零位电压。然而事后处理的方法效率较低,数据处理较繁琐。为了优化标定系统并提高标定效率,提出并设计一种MEMS加速度计在线快速标定系统,通过微控制器实时采集不同位置加速度计数据、处理后并传输至Lab VIEW设计的上位机,最后,实时快速拟合出标定曲线和标定参数,具有一定的工程利用价值。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS)加速度计 快速标定拟合 采集传输 系统设计

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基于小波包-神经网络的MEMS加速度计零漂补偿 被引量：7

4

作者 路永乐 潘英俊 +2 位作者 任春华 刘宇 彭慧 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期27-31,共5页

针对微机电系统(MEMS)加速度计零位漂移大的问题,研究了一种基于Birgé-Massert(BM)阈值小波包降噪的广义回归神经网络对MEMS加速度计零位漂移进行非线性抑制的新方法。该方法首先利用BM阈值小波包滤除零位漂移中的噪声,然后利用广... 针对微机电系统(MEMS)加速度计零位漂移大的问题,研究了一种基于Birgé-Massert(BM)阈值小波包降噪的广义回归神经网络对MEMS加速度计零位漂移进行非线性抑制的新方法。该方法首先利用BM阈值小波包滤除零位漂移中的噪声,然后利用广义回归网络对非线性数据的无限逼近原理,来建立MEMS加速度计的零漂模型。将实测数据代入模型,计算结果表明,经过该模型补偿后的零漂输出结果同未经补偿、最小二乘拟合补偿、未经滤波建模补偿相比,均值分别减小97.4%、67.8%、67.8%,均方差分别减小87.4%、87.5%、90.9%;利用训练后的模型进行实时补偿延迟时间为10-5 s。分析结果证明了基于BM阈值小波包降噪滤波技术的广义回归网络组合模型的有效性和合理性。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS)加速度计 小波包 广义回归网络 非线性建模 零位漂移

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自适应MEMS加速度计滤波算法 被引量：14

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作者 赵阳 娄小平 +1 位作者 刘锋 李伟仙 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第11期120-122,127,共4页

简要分析了微机电系统(MEMS)加速度计使用模型中的噪声来源,介绍了一种自适应平滑滤波器的设计方法,通过增设滤波阈值来调节滤波系数,实现了对MEMS加速度数据的动态降噪处理。实验结果表明:自适应平滑滤波器能有效抑制加速度计输出信号... 简要分析了微机电系统(MEMS)加速度计使用模型中的噪声来源,介绍了一种自适应平滑滤波器的设计方法,通过增设滤波阈值来调节滤波系数,实现了对MEMS加速度数据的动态降噪处理。实验结果表明:自适应平滑滤波器能有效抑制加速度计输出信号中的高频噪声,滤波前噪声信号均方根误差为2.32×10^(-5)m/s^2,经过滤波后,噪声信号均方根误差为4.79×10^(-7)m/s^2,提高了加速度计的测量精度,取得了良好的滤波效果。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS)加速度计 自适应平滑滤波器 滤波系数 动态降噪

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MEMS加速度计混合误差标定补偿方案 被引量：10

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作者 刘宇 余跃 +2 位作者 路永乐 邸克 郭俊启 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期589-593,共5页

针对微机电系统(MEMS)加速度计在实际使用过程中存在非正交零偏误差和温度漂移误差的问题,提出了一种混合误差标定补偿算法。算法通过分析加速度计温度与误差的关系,在不同温度区间下建立加速度计输出的误差模型,在每个温度区间采用十... 针对微机电系统(MEMS)加速度计在实际使用过程中存在非正交零偏误差和温度漂移误差的问题,提出了一种混合误差标定补偿算法。算法通过分析加速度计温度与误差的关系,在不同温度区间下建立加速度计输出的误差模型,在每个温度区间采用十二位置校准法对加速度计的非正交零偏误差进行标定补偿,得到精确的零偏和刻度因子,同时采用最小二乘法拟合零偏和刻度因子与温度的一维关系函数,最终实现不同温度区间下的动态误差补偿。实验结果表明,本算法可使加速度计输出的精度提高1个数量级,补偿效果明显。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS)加速度计 十二位置校准 最小二乘法 温度区间 动态误差补偿

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新型车载MEMS加速度计的设计及性能优化 被引量：11

7

作者 李玲聪 张伟 张学松 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第5期14-16,20,共4页

为了能够实时检测车辆的姿态,设计了一种基于单片机(MSC1214)的MEMS加速度计。前端敏感元件感知加速度,由数字电路提取信号和输出,采用硬件均值滤波和软件卡尔曼滤波有效滤除随机噪声,提高信号曲线的平滑度及响应速度。针对零偏问题设... 为了能够实时检测车辆的姿态,设计了一种基于单片机(MSC1214)的MEMS加速度计。前端敏感元件感知加速度,由数字电路提取信号和输出,采用硬件均值滤波和软件卡尔曼滤波有效滤除随机噪声,提高信号曲线的平滑度及响应速度。针对零偏问题设计了软件消除零位误差算法,有效地减少零偏,数字输出收敛时间缩短了约16倍。针对系统零位漂移问题,设计了软件算法进行跟踪,有效地抑制了零位随时间的漂移问题。经过测试,加速度计能够实现载体在-60^+60 g n范围内的线加速度测量,滤波后的数字输出稳定性提高了8.77倍,并满足线性度≤1%FS。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS)加速度计 卡尔曼滤波 零位漂移抑制 线加速度

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基于MEMS加速度计阵列的测斜仪设计 被引量：13

8

作者 石永强 李雨菲 车录锋 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第9期66-68,72,共4页

针对岩土工程边坡失稳现象中岩土内部位移变化监测需求,设计制作了一种基于微机电系统(MEMS)加速度计阵列的测斜仪。该测斜仪系统由一个基于STM32控制模块和8个由三轴的加速度计单元模块构成。各单元模块空间位置改变,各加速度计的输出... 针对岩土工程边坡失稳现象中岩土内部位移变化监测需求,设计制作了一种基于微机电系统(MEMS)加速度计阵列的测斜仪。该测斜仪系统由一个基于STM32控制模块和8个由三轴的加速度计单元模块构成。各单元模块空间位置改变,各加速度计的输出经模数转换后通过串口传输到PC端,利用卡尔曼滤波算法与基于欧拉角的姿态解析算法,实现测斜仪倾斜变化以二维图形方式显示。 展开更多

关键词 阵列式测斜仪 微机电系统(MEMS)加速度计 卡尔曼滤波 姿态解析

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MEMS三轴加速度计误差标定与补偿方法研究 被引量：5

9

作者 刘有彬 闫欢 +2 位作者 彭根斋 白雪 杨勤 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第11期58-61,65,共5页

为了提高微机电系统(MEMS)三轴加速度计的测量精度,建立了MEMS三轴加速度计卡尔曼滤波模型,根据MEMS三轴加速度计的输出误差模型,推导了基于六位置法的误差补偿数学模型,并给出了数学模型中补偿参数的解算方法。最后基于自主研发的电子... 为了提高微机电系统(MEMS)三轴加速度计的测量精度,建立了MEMS三轴加速度计卡尔曼滤波模型,根据MEMS三轴加速度计的输出误差模型,推导了基于六位置法的误差补偿数学模型,并给出了数学模型中补偿参数的解算方法。最后基于自主研发的电子罗盘进行了实验验证,实验结果表明:经过卡尔曼滤波后,MEMS三轴加速度计输出噪声减小了74%;经过六位置法标定后,MEMS三轴加速度计的测量精度提升了1个数量级,解算得到的倾斜角精度由5.9°RMS提高到0.3°RMS。 展开更多

关键词 微机电系统三轴加速度计 卡尔曼滤波 六位置法 标定与补偿 电子罗盘

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多量程弹道测量系统设计与标定方法 被引量：2

10

作者 张泽宇 李杰 +2 位作者 胡陈君 孙宁 宋金昊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第6期104-107,共4页

搭建了一种新型的多量程弹道测量系统并设计了相应的混合标定方法。首先,进行了系统方案设计,介绍了具体模块的设计思路;其次,研究了多量程惯性组合的标定方法,在分析了标定原理的基础上建立了相应的误差模型;最后,通过试验验证了系统... 搭建了一种新型的多量程弹道测量系统并设计了相应的混合标定方法。首先,进行了系统方案设计,介绍了具体模块的设计思路;其次,研究了多量程惯性组合的标定方法,在分析了标定原理的基础上建立了相应的误差模型;最后,通过试验验证了系统设计的可行性与标定方法的有效性,该系统可以正确地测量多种量程的加速度和角速度信息,系统性能稳定,数据精度满足要求,具有一定的工程实用价值。 展开更多

关键词 微机电系统加速度计 陀螺仪 AD7606 现场可编程门阵列 标定

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基于双指数模型的温度补偿系统设计

11

作者 刘一兵 李荣宽 沈泓翔 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第6期96-99,共4页

针对现有温度补偿技术算法复杂,不易集成到芯片的局限性,设计了一种基于双指数函数模型的温度补偿系统,采用交替迭代法计算双指数模型系数,并使用数字定点化技术和扩展收敛域的坐标旋转数字计算(CORDIC)算法计算指数函数,通过硬件描述... 针对现有温度补偿技术算法复杂,不易集成到芯片的局限性,设计了一种基于双指数函数模型的温度补偿系统,采用交替迭代法计算双指数模型系数,并使用数字定点化技术和扩展收敛域的坐标旋转数字计算(CORDIC)算法计算指数函数,通过硬件描述语言对该模型进行建模。仿真和实验表明:设计的双指数函数模型能够达到高阶多项式拟合精度,将零位温漂减少1个数量级,提高了零偏稳定性;采用硬件描述语言设计的数字补偿电路模块将补偿系统集成到微机电系统(MEMS)加速度计中的设计方法具有模块设计简单,工程使用价值强的特点。 展开更多

关键词 微机电系统加速度计 温度补偿 双指数函数 坐标旋转数字计算算法 硬件描述语言

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MEMS硅玻璃阳极键合工艺评价方法 被引量：12

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作者 谷专元 何春华 +2 位作者 何燕华 赵前程 张大成 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第10期54-56,共3页

为了得到微机电系统(MEMS)加速度计硅—玻璃阳极键合的键合强度,进行了剪切破坏测试,并结合材料力学相关理论,得到键合强度表征方法。通过对实验数据的分析,制定键合强度的失效判据,提出了一种评价硅玻璃键合工艺质量的有效方法,在工程... 为了得到微机电系统(MEMS)加速度计硅—玻璃阳极键合的键合强度,进行了剪切破坏测试,并结合材料力学相关理论,得到键合强度表征方法。通过对实验数据的分析,制定键合强度的失效判据,提出了一种评价硅玻璃键合工艺质量的有效方法,在工程实际中具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 微机电系统(MEMS)加速度计 硅玻璃阳极键合 键合强度 剪切力

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