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基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计 被引量:7
1
作者 程未 曾晓鹭 +1 位作者 卞剑涛 冯勇建 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第8期75-77,共3页
给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了... 给出了一种基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器的结构及工艺。为了准确地把握这种微电容式加速度传感器的力学和电学特性,仔细地建立了它的力学模型。在此基础上,详细分析了它的动态特性———模态。并用有限元的方法分析和计算了微电容式加速度传感器的加速度与电容信号的非线性输入输出关系,并结合实测参数验证了模型的有效性。最后提出了一种详细的有效的基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的结构以及加工工艺流程。基于MEMS技术制作的微电容式加速度传感器具有结构简单、工作可靠和工作范围大的特点。根据这套方法,可以比较方便地设计并加工不同测量要求的加速度计。 展开更多
关键词 机电系统 有限元分析 加工工艺 MEMS技术 微电容式加速度传感器
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考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性
2
作者 王福谦 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期441-450,共10页
为研究考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性,将理论分析与计算机数值模拟相结合,利用保角变换法、格林函数法和MATLAB软件,对考虑边缘效应的平行板电容器电场和电容进行讨论,并研究电容式地震加速度传感器的输出特性,分析了... 为研究考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性,将理论分析与计算机数值模拟相结合,利用保角变换法、格林函数法和MATLAB软件,对考虑边缘效应的平行板电容器电场和电容进行讨论,并研究电容式地震加速度传感器的输出特性,分析了传感器误差随参数的变化情况,讨论了影响其输出特性的因素,给出了传感器参数的取值范围,明确了改善地震加速度传感器输出特性的途径,并通过变压器桥式电路实现了对地震加速度的测量。 展开更多
关键词 边缘效应 电容式地震加速度传感器 数值模拟 加速度 输出特性
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电容式微加速度传感器信号处理电路的设计 被引量:2
3
作者 刘海涛 温志渝 温中泉 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2190-2192,2196,共4页
介绍了一种新型的电容式微加速度传感器的信号处理电路,可以用来检测电容式微加速度传感器敏感的加速度.该电路采用电荷敏感原理,能较好地消除寄生电容的影响.同时电路工作于闭环模式,具有稳定的工作特性.实验结果表明该电路不仅能很好... 介绍了一种新型的电容式微加速度传感器的信号处理电路,可以用来检测电容式微加速度传感器敏感的加速度.该电路采用电荷敏感原理,能较好地消除寄生电容的影响.同时电路工作于闭环模式,具有稳定的工作特性.实验结果表明该电路不仅能很好的消除外部环境噪声的干扰,同时提高了传感器的整体性能. 展开更多
关键词 电容式 加速度传感器 信号处理 电荷敏感 闭环模式
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微机械电容式加速度传感器测试电路研究 被引量:4
4
作者 杨苗苗 陈德勇 +3 位作者 王军波 陈健 毋正伟 陈李 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期2421-2424,共4页
在测量硅微电容式加速度传感器时,由于器件信号的微弱和寄生电容的干扰,提高加速度的稳定性和分辨率非常困难.针对这种情况,作者分析对比开关性和调制解调型两种常见微弱电容检测方法优缺点,并提出了一种微电容检测的改进电路,用此电路... 在测量硅微电容式加速度传感器时,由于器件信号的微弱和寄生电容的干扰,提高加速度的稳定性和分辨率非常困难.针对这种情况,作者分析对比开关性和调制解调型两种常见微弱电容检测方法优缺点,并提出了一种微电容检测的改进电路,用此电路对电容式加速度传感器进行了测试.数据表明,微加速度计灵敏度为1.63V/gn,可以检测到10-17F量级的电容值. 展开更多
关键词 加速度传感器 电容检测 差分检测
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硅微电容式二维加速度传感器的加工与测试(英文) 被引量:1
5
作者 刘妤 温志渝 +1 位作者 陈李 杨红韵 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期444-447,共4页
设计了一种基于体硅加工技术的单敏感质量元差分电容式二维加速度传感器,并采用硅-玻璃静电键合、ICP工艺释放等技术完成了二维加速度传感器的加工。测试结果表明:该二维加速度传感器两个检测方向上的灵敏度基本一致,线性度较好,交叉干... 设计了一种基于体硅加工技术的单敏感质量元差分电容式二维加速度传感器,并采用硅-玻璃静电键合、ICP工艺释放等技术完成了二维加速度传感器的加工。测试结果表明:该二维加速度传感器两个检测方向上的灵敏度基本一致,线性度较好,交叉干扰较小。X、Y方向的灵敏度分别为58.3 mV/gn、55.6 mV/gn;线性相关系数分别为0.9968、0.9961,交叉灵敏度分别为6.17%、7.82%。 展开更多
关键词 MEMS加速度传感器 二维电容式传感器 体硅工艺 ICP深刻蚀
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电容式微加速度传感器微结构的拓扑优化 被引量:2
6
作者 刘齐茂 李微 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第6期10-12,共3页
采用均匀化方法,以电容式微加速度传感器微结构的第一阶谐振频率为目标函数,以微结构的体积作为约束条件,建立了微结构的拓扑优化模型,对叉指式微加速度传感器微结构进行了拓扑优化设计,经计算获得满足体积约束并使第一阶谐振频率最大... 采用均匀化方法,以电容式微加速度传感器微结构的第一阶谐振频率为目标函数,以微结构的体积作为约束条件,建立了微结构的拓扑优化模型,对叉指式微加速度传感器微结构进行了拓扑优化设计,经计算获得满足体积约束并使第一阶谐振频率最大的微结构拓扑形式。计算结果表明该方法可以很好地解决微加速度传感器灵敏度和谐振频率这一对矛盾,在满足灵敏度的要求下提高微加速度传感器的测量范围上限,不失为一种先进的、有效的电容式微加速度传感器微结构的设计方法。 展开更多
关键词 加速度传感器 电子机械系统 均匀化方法 拓扑优化
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电容式微加速度传感器控制电路研究
7
作者 陈佳品 吴智政 程君实 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1997年第1期36-38,43,共4页
本文首先阐述了电容式微加速度传感器的一般结构及系统建模方法,然后提出一种静电力反馈平衡控制电路,先通过高频调制信号产生检测电压,再经过PI反馈控制器产生静电反馈力,以提高传感器的噪声抑制能力。
关键词 加速度传感器 静电力反馈 控制电路 加速度
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不等高梳齿电容式三轴MEMS加速度传感器 被引量:9
8
作者 许高斌 朱华铭 陈兴 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2011年第8期704-710,共7页
利用ICP体硅深加工,本文设计分析了一种三轴三质量块的电容式加速度传感器。水平方向采用定齿偏置配置梳齿式,垂直方向采用不等高对称梳齿式;对称的布局方式,解决了各个轴向的相互干扰问题。利用有限元分析工具对设计进行模拟,证实了设... 利用ICP体硅深加工,本文设计分析了一种三轴三质量块的电容式加速度传感器。水平方向采用定齿偏置配置梳齿式,垂直方向采用不等高对称梳齿式;对称的布局方式,解决了各个轴向的相互干扰问题。利用有限元分析工具对设计进行模拟,证实了设计的合理性和可行性。X、Y轴向和Z轴向的灵敏度分别为1.2 fF/g和1.0 fF/g,量程为±50 g。 展开更多
关键词 电容式加速度传感器 三轴 不等高梳齿 MEMS
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电容式微加速度传感器的现状及研究方向 被引量:7
9
作者 尤晖 李川奇 +1 位作者 沈连官 周华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第10期57-62,共6页
综述了典型的电容式微加速度传感器的工作原理、结构和特点,并对这类传感器的若干关键技术及研究方向进行了探讨。
关键词 传感器 加速度传感器 电子机械系统 电容式
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电容式硅微加速度传感器的研究 被引量:3
10
作者 洪连进 《电机与控制学报》 EI CSCD 1997年第4期250-253,共4页
本文分析了新型电容式加速度传感器,评价了其非线性;提出了将静电激振法用于该传感器的可能性,并给出了在静电力作用下可动系统(悬臂梁)弯曲的分析方法及临界电压的确定方法。
关键词 加速度传感器 静电激振 加工 电容式
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利用电容式加速度传感器测量电梯运动特性 被引量:1
11
作者 李立京 李醒飞 张国雄 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2001年第6期33-34,40,共3页
文中提出利用电容式加速度传感器测量电梯运动特性的方法 ,介绍了PCB电容式加速度传感器 ,提出一种加速度原始信号趋势消除的近似方法 ,实验结果表明该方案可行。
关键词 加速度传感器 趋势消除 电梯 运动特性 电容式
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一种电容式加速度传感器设计的研究 被引量:16
12
作者 温淑慧 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期329-332,357,共5页
设计了一种惯性式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并对其作了特性分析,由给定的非线性误差可以求出质量块相对运动的最大量程。本设计具有电路结构简单,频率范围宽约为0~450HZ,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测... 设计了一种惯性式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并对其作了特性分析,由给定的非线性误差可以求出质量块相对运动的最大量程。本设计具有电路结构简单,频率范围宽约为0~450HZ,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测量误差小等优点,并且通过实验验证了各项性能指标满足设计要求。 展开更多
关键词 电容式加速度传感器 差动电容 非线性误差
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倾斜梳齿的MEMS电容式加速度传感器自我标定特性研究 被引量:4
13
作者 董林玺 楼进峰 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1357-1363,共7页
研究MEMS电容式加速度传感器的自我标定方法,模拟机械振动台标定,提高标定效率和降低标定成本,并从理论上分析了DRIE工艺误差对传感器自我标定精度的影响。分析的传感器模型梳齿间距为4μm,厚度80μm,传感器自我标定以模拟幅值为1 g的... 研究MEMS电容式加速度传感器的自我标定方法,模拟机械振动台标定,提高标定效率和降低标定成本,并从理论上分析了DRIE工艺误差对传感器自我标定精度的影响。分析的传感器模型梳齿间距为4μm,厚度80μm,传感器自我标定以模拟幅值为1 g的振动台标定为例,针对DRIE工艺加工的高深宽比梳齿电容存在正负侧壁倾斜角α的情况,分析了该倾斜角对梳齿式传感器自我标定的影响。分析结果表明:传感器工作在开环电路时,梳齿的倾斜对传感器自我标定影响明显,且随着倾斜角度的增大而增大。与梳齿完全平行时传感器的自我标定相比,倾斜角为&#177;0.1&#176;时,自我标定误差约为10%;倾斜角为0.5&#176;时,自我标定误差约为27%;倾斜角为-0.5&#176;时,极板发生吸合。表明传感器工作在开环电路时,梳齿的倾斜角对传感器的自我标定影响明显,而传感器工作在闭环电路时,梳齿的倾斜对自我标定的影响明显降低,当倾斜角小于&#177;0.5&#176;时,自我标定的误差小于0.6%,理论误差接近于激光干涉仪绝对标定法的误差(0.5%~1%),证明了自我标定方法的可行性。还分析了倾斜角影响自我标定精度的原因以及提出了开环自我标定时减小倾斜角误差的方法,并阐述了具体的修正步骤。 展开更多
关键词 电容式加速度传感器 自我标定 正负侧壁倾斜角
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一种电容式加速度传感器的温度补偿电路 被引量:1
14
作者 李慧武 刘文怡 马喜宏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第5期106-107,110,共3页
在电容式加速度传感器系统中,与电容式加速度敏感头相连的外围电路普遍存在温度漂移的问题。利用差分运算放大电路作为传感器的温度补偿电路,并描述了其工作原理。实验结果表明,该温度补偿电路可有效抑制传感器外围电路的温度漂移,把-40... 在电容式加速度传感器系统中,与电容式加速度敏感头相连的外围电路普遍存在温度漂移的问题。利用差分运算放大电路作为传感器的温度补偿电路,并描述了其工作原理。实验结果表明,该温度补偿电路可有效抑制传感器外围电路的温度漂移,把-40~60℃温度范围内的温漂抑制在20 mV内,且对电容式加速度传感器的线性度也有明显的改善。该补偿电路结构简单、实用性强、调节方便,具有一定的生产应用价值。 展开更多
关键词 电容式加速度传感器 温度漂移 温度补偿电路
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用电容式加速度传感器进行角度测量的非线性标定技术 被引量:1
15
作者 陈晴岚 胡雄 《上海海事大学学报》 北大核心 2008年第3期37-40,共4页
针对采用基于电容传感原理的加速度传感器来实现角度测量时出现的非线性问题,提出数据预处理与广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)相结合的非线性标定技术.结合实验,详细分析该技术的标定过程,并对该技术与... 针对采用基于电容传感原理的加速度传感器来实现角度测量时出现的非线性问题,提出数据预处理与广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)相结合的非线性标定技术.结合实验,详细分析该技术的标定过程,并对该技术与单一使用GRNN进行标定的标定结果进行对比.实验结果表明,该技术标定速度快、精度高、鲁棒性强、实时性好,能有效拓展电容式加速度传感器用于角度测量的线性范围,有较高的工程实用价值. 展开更多
关键词 电容式加速度传感器 非线性标定 广义回归神经网络 角度测量
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新型双轴电容式加速度传感器设计 被引量:6
16
作者 朱彬彬 王路文 +1 位作者 汶飞 王高峰 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第2期83-85,共3页
为了实现多轴加速度检测,设计了一种新型双轴电容式加速度传感器。由内、外2个质量块组成,分别由4组折叠梁支撑。传感器通过固定梳齿和活动梳齿之间的距离变化引起两者电容值发生变化,最终测得加速度。通过ANSYS仿真分析得出:传感器的... 为了实现多轴加速度检测,设计了一种新型双轴电容式加速度传感器。由内、外2个质量块组成,分别由4组折叠梁支撑。传感器通过固定梳齿和活动梳齿之间的距离变化引起两者电容值发生变化,最终测得加速度。通过ANSYS仿真分析得出:传感器的位移灵敏度为0.084 5μm/g_n(X轴)和0.138 1μm/g_n(Y轴)。结构的一~三阶谐振频率分别为1.34,1.71,14.48 kHz。由于各阶模态频率相差很大,避免了跨轴信号的干扰。 展开更多
关键词 双轴 电容式 加速度传感器
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微加速度传感器的研究现状及发展趋势 被引量:9
17
作者 刘妤 温志渝 +2 位作者 张流强 刘玉奎 梁玉前 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第z1期81-86,共6页
基于MEMS技术的微型传感器是微机电系统研究中最具活力与现实意义的领域.微加速度传感器作为微传感器的重要分支一直是热门的研究课题.本文基于对微加速度传感器研究现状的综述,探讨了微加速度传感器的发展趋势.
关键词 加速度传感器 MEMS
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硅微振梁式加速度传感器中微杠杆结构的设计 被引量:11
18
作者 裘安萍 苏岩 +1 位作者 施芹 黄丽斌 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05B期2204-2207,共4页
提出了一种采用微杠杆结构进行惯性力放大的硅微振梁式加速度传感器结构,阐述了其工作机理.在此基础上,讨论了两种不同的支点形式,分别推导了这两种结构形式的放大倍数计算公式,发现I型支点形式的放大倍数略高于II型支点,并采用有限元... 提出了一种采用微杠杆结构进行惯性力放大的硅微振梁式加速度传感器结构,阐述了其工作机理.在此基础上,讨论了两种不同的支点形式,分别推导了这两种结构形式的放大倍数计算公式,发现I型支点形式的放大倍数略高于II型支点,并采用有限元方法进行了仿真;分析了支点刚度以及输出轴刚度对放大倍数的影响;提出了微杠杆结构设计的原则. 展开更多
关键词 振梁式加速度传感器 杠杆 放大倍数
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基于微加速度传感器的无线鼠标的设计 被引量:12
19
作者 黄得志 陈文元 +2 位作者 杨华锋 钱莉 张卫平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第1期50-52,55,共4页
研究基于微加速度传感器的无线鼠标的设计,讨论了MEMS无线鼠标的软件、硬件设计和系统组成,给出了M atlab环境下系统的模型和算法。模拟结果说明:无线鼠标的设计是合理可行的,提出的二次积分近似算法是简捷有效的。
关键词 加速度传感器 机电系统 无线鼠标
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铰链式高冲击微加速度传感器封装的有限元模拟 被引量:13
20
作者 车录锋 卢云 徐志农 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期199-205,共7页
给出了一种新型铰链式高冲击微加速度传感器实际封装结构的有限元模拟分析。首先分析了封装前铰链式加速度传感器的振型,然后分析了封装结构在无灌封和五种不同灌封材料下的前十阶模态频率特性。灌封胶弹性模量对封装后加速度传感器整... 给出了一种新型铰链式高冲击微加速度传感器实际封装结构的有限元模拟分析。首先分析了封装前铰链式加速度传感器的振型,然后分析了封装结构在无灌封和五种不同灌封材料下的前十阶模态频率特性。灌封胶弹性模量对封装后加速度传感器整体结构的振动模态有一定的影响,封装结构同一振型的模态频率随着灌封胶弹性模量的增大而增大,但是灌封胶弹性模量很小时(E≤1 GPa)会导致加速度传感器信号失真。模拟结果表明,可以选择弹性模量足够高的材料(E>9 GPa)作为高冲击加速度传感器的灌封材料。 展开更多
关键词 加速度传感器 封装 有限元模拟
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