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 微机电系统 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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一种电容式加速度传感器设计的研究 被引量：16

2

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

3

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

4

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

5

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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考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性

6

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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不等高梳齿电容式三轴MEMS加速度传感器 被引量：9

7

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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一种变面积型差动电容加速度传感器的设计 被引量：1

8

作者 李恒灿 李勇 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第3期43-46,共4页

介绍一种基于滑膜阻尼的差动电容加速度传感器.该加速度传感器利用圆柱形差分电容极板间重合面积的改变来检测加速度的大小,保证输出电压与加速度之间的线性度.对加速度传感器进行结构设计和分析,介绍加速度传感器的工艺流程.测试结果表... 介绍一种基于滑膜阻尼的差动电容加速度传感器.该加速度传感器利用圆柱形差分电容极板间重合面积的改变来检测加速度的大小,保证输出电压与加速度之间的线性度.对加速度传感器进行结构设计和分析,介绍加速度传感器的工艺流程.测试结果表明,该加速度传感器的灵敏度较好,谐振频率与理论计算相吻合. 展开更多

关键词 电容式加速度传感器 差动电容 结构设计 工艺流程 滑膜阻尼

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一种圆片级硅三层键合的三明治加速度传感器 被引量：6

9

作者 徐玮鹤 林友玲 +3 位作者 车录锋 李玉芳 熊斌 王跃林 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期230-232,共3页

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅三层键合电容式加速度传感器。采用硅各向异性腐蚀和深反应离子刻蚀技术实现中间梁-质量块结构的制作,通过玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合。在完成整体结构圆片级真空封装的同时通过引线... 提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅三层键合电容式加速度传感器。采用硅各向异性腐蚀和深反应离子刻蚀技术实现中间梁-质量块结构的制作,通过玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合。在完成整体结构圆片级真空封装的同时通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线。传感器芯片大小为6.8mm×5.6mm×1.26mm,其中敏感质量块尺寸为3.2mm×3.2mm×0.42mm。对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器灵敏度约4.15pF/g,品质因子为56,谐振频率为774Hz。 展开更多

关键词 电容式加速度传感器 硅硅键合 圆片级真空封装

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加速度传感器ADXL50在导弹行军中的应用 被引量：3

10

作者 李庆会 王德鹏 +1 位作者 张红云 苏冀平 《现代电子技术》 2010年第12期147-149,共3页

检测导弹在车载行军过程中受到的振动冲击。采用加速度传感器ADXL50敏感振动过程中加速度的值,然后通过ADC0809转换成数字信号,再通过信号处理的方法滤除一些随机干扰,最后进行显示与报警。提出一套完整的测量车载导弹振动冲击的方案。... 检测导弹在车载行军过程中受到的振动冲击。采用加速度传感器ADXL50敏感振动过程中加速度的值,然后通过ADC0809转换成数字信号,再通过信号处理的方法滤除一些随机干扰,最后进行显示与报警。提出一套完整的测量车载导弹振动冲击的方案。该方案结构简洁可靠,能够测量导弹在车载行军过程中受到的振动冲击。在此利用单片集成式加速度传感器ADXL50和单片机电路测量振动加速度。 展开更多

关键词 电容式加速度传感器 车载导弹 振动冲击 ADC0809

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用于器件级真空封装的MEMS加速度传感器的设计与制作 被引量：2

11

作者 蔡梅妮 林友玲 +3 位作者 车录锋 苏荣涛 周晓峰 黎晓林 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第12期107-110,113,共5页

设计了一种可用于器件级真空封装的三明治电容式MEMS加速度传感器。该传感器被设计为四层硅结构,其中上下两层为固定电极,中间两层为硅—硅直接键合的双面梁—质量块结构的可动电极。利用自停止腐蚀工艺在中间质量块键合层上腐蚀出2个... 设计了一种可用于器件级真空封装的三明治电容式MEMS加速度传感器。该传感器被设计为四层硅结构,其中上下两层为固定电极,中间两层为硅—硅直接键合的双面梁—质量块结构的可动电极。利用自停止腐蚀工艺在中间质量块键合层上腐蚀出2个深入腔内的V型抽气槽,使得MEMS器件在后续的封装中能够实现内部真空。为防止V型抽气槽在划片中被水或硅渣堵塞,采用双面划片工艺。划片后,器件的总尺寸为6.8 mm×5.6 mm×1.72 mm,其中,敏感质量块尺寸为3.2 mm×3.2 mm×0.86 mm,检测电容间隙2.1μm。对器件级真空封装后的MEMS加速度传感器进行了初步测试,结果表明:制作的传感器的谐振频率为861 Hz,品质因数Q为76,灵敏度为1.53V/gn,C-V特性正常,氦气细漏<1×10-9atm-cm3/s,粗漏无气泡。 展开更多

关键词 三明治电容式MEMS加速度传感器 自停止腐蚀 品质因数 器件级真空封装 双面划片

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基于MEMS传感器的无线传感网络节点的硬件设计 被引量：1

12

作者 吴艳 董林玺 《机电工程》 CAS 2012年第3期343-346,共4页

为了解决对建筑物的结构健康安全监测进行在线监测的问题,采用微机电系统(MEMS)技术和无线传感器网络技术相结合的方法,提出了一种基于磁驱动增大检测电流的新型电容式加速度传感器结构,介绍了其工作原理,并设计了该传感器的电容检测电... 为了解决对建筑物的结构健康安全监测进行在线监测的问题,采用微机电系统(MEMS)技术和无线传感器网络技术相结合的方法,提出了一种基于磁驱动增大检测电流的新型电容式加速度传感器结构,介绍了其工作原理,并设计了该传感器的电容检测电路,在ANSYS仿真软件上对传感器性能进行了评价,在Multisim上对检测电路进行了模拟仿真;仿真结果表明,该传感器可以检测三维加速度信号,静态灵敏度可达0.558μm/g,动态测量范围为10 g,电路实际输出与仿真结果相符,符合要求;在节点整体方案设计中以低功耗的MSP430F1611作为控制MCU,以CC2430芯片实现无线收发,配合周围接口电路实现了位移信号的监测功能;采用片内温度传感器对节点进行了测试。测试结果表明,该节点能够完成监测,满足设计要求。 展开更多

关键词 电容式加速度传感器 无线传感网络节点 MSP430F1611 CC2430 微机电系统

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