考虑边缘效应的电容式地震加速度传感器输出特性

1

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

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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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基于MEMS技术的微电容式加速度传感器的设计 被引量：7

3

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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电容式微加速度传感器信号处理电路的设计 被引量：2

4

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 微加速度传感器 信号处理 电荷敏感 闭环模式

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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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利用电容式加速度传感器测量电梯运动特性 被引量：1

6

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

7

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

8

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

9

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

10

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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电容式微加速度传感器的现状及研究方向 被引量：7

11

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 微电子机械系统 电容式

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新型双轴电容式加速度传感器设计 被引量：6

12

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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电容式硅微加速度传感器的研究 被引量：3

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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 硅 微加工 电容式

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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

14

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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一种新型力平衡扭摆式硅MEMS角加速度传感器 被引量：10

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作者 李建利 房建成 盛蔚 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期73-78,共6页

在很多控制、监测和导航系统中,不仅需要角位移和角速度信息,同时还需要角加速度信息,为了测量角加速度信息,首次提出了一种力平衡扭摆式硅MEMS角加速度传感器,采用具有大扭转惯量的扭摆式活动极板作为敏感元件,长方形金属电极板作为电... 在很多控制、监测和导航系统中,不仅需要角位移和角速度信息,同时还需要角加速度信息,为了测量角加速度信息,首次提出了一种力平衡扭摆式硅MEMS角加速度传感器,采用具有大扭转惯量的扭摆式活动极板作为敏感元件,长方形金属电极板作为电容式变换器,静电力实现力平衡反馈回路,文中介绍了扭摆式硅MEMS角加速度传感器的结构及原理,详细推导出传感器的动力学方程和灵敏度,仿真结果验证了理论模型的正确性,传感器灵敏度达到0.388 9 V.(r.s-1)-1。该传感器具有体积小、质量轻、功耗小、零偏稳定性好、噪声小等优点。 展开更多

关键词 MEMS 角加速度传感器 扭摆式 静电力反馈 电容式变换器

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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

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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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一种扭摆式硅微机械加速度传感器

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作者 毋正伟 陈德勇 +1 位作者 杨苗苗 徐磊 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第8期85-88,共4页

介绍了一种基于体硅微机电系统(MEMS)工艺制作的扭摆式硅微机械加速度传感器,对制作过程的一些工艺问题进行探讨,并提出相应的解决办法,主要涉及到硅-玻璃阳极键合、结构释放等关键工艺。对测试结果进行了初步分析,分辨力可以达到1mgn,... 介绍了一种基于体硅微机电系统(MEMS)工艺制作的扭摆式硅微机械加速度传感器,对制作过程的一些工艺问题进行探讨,并提出相应的解决办法,主要涉及到硅-玻璃阳极键合、结构释放等关键工艺。对测试结果进行了初步分析,分辨力可以达到1mgn,测试±1gn范围内线性度可以达到99.99%。 展开更多

关键词 加速度传感器 体硅工艺 电容式 阳极键合 微机电系统

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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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MEMS加速度传感器在强震观测中的应用 被引量：7

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作者 刘钢锋 朱威 +1 位作者 邹彤 林强 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2011年第B06期168-170,共3页

提出基于MEMS加速度传感器的强震仪设计方案,并在强震观测中完成了地震加速度数据的采集、触发判断和存储。

关键词 MEMS加速度传感器 地震台站 触发判断 强震观测 地震仪器

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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

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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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