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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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MEMS压阻式加速度传感器的优化设计 被引量:10
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作者 杜春晖 何常德 +3 位作者 葛晓洋 于佳琪 熊继军 张文栋 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第6期848-852,共5页
提出了一种新型的MEMS压阻式加速度传感器,该传感器采用"四悬臂梁-质量块"结构,16个压敏电阻完全对称布放于悬臂梁上应力变化的线性区,既提高了传感器的灵敏度,又降低了轴间耦合度和非线性度。通过与八悬臂梁结构的仿真对比,... 提出了一种新型的MEMS压阻式加速度传感器,该传感器采用"四悬臂梁-质量块"结构,16个压敏电阻完全对称布放于悬臂梁上应力变化的线性区,既提高了传感器的灵敏度,又降低了轴间耦合度和非线性度。通过与八悬臂梁结构的仿真对比,得出该传感器具有更高的抗横向耦合性,约为八悬臂梁结构的30倍。 展开更多
关键词 电阻对称分布 抗耦合性 压阻 三维 加速度传感器
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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
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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 硅微振梁加速度传感器 微杠杆 放大倍数
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压阻式振动角加速度传感器 被引量:6
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作者 孙慧明 于泉 +1 位作者 方伟林 范茂军 《传感技术学报》 CAS CSCD 2001年第1期64-67,共4页
本文对压阻式振动角加速度传感器的惯性变换系统的结构特性、工作原理进行了分析讨论 .建立了数学模型 .并用实验证实了该惯性系统设计合理 .它可以作为角度传感器的惯性变换系统 ,用于振动角位移、角速度。
关键词 振动角量 加速度 轮辐 传感器
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寄生电容对电容式加速度传感器输出电压的影响 被引量:5
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作者 曲昊 彭倍 +2 位作者 彭鹏 周吴 于慧君 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第6期15-18,63,共5页
电容检测是保证电容式加速度传感器正常工作的重要条件之一。传感器中敏感结构间的寄生电容会对电容检测产生影响。文中建立了传感器敏感结构的等效模型,分析了寄生电容对输出电压产生的影响。文中首先分析了电容式加速度传感器中检测... 电容检测是保证电容式加速度传感器正常工作的重要条件之一。传感器中敏感结构间的寄生电容会对电容检测产生影响。文中建立了传感器敏感结构的等效模型,分析了寄生电容对输出电压产生的影响。文中首先分析了电容式加速度传感器中检测电路的工作原理。其次,根据敏感结构的组成分析待测电容以及寄生电容的分布情况,以及寄生电容对电容检测结果的影响。最后,通过实验验证理论分析的结果。 展开更多
关键词 MEMS 梳齿电容加速度传感器 电荷放大电路 寄生电容
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一种谐振式加速度传感器及其设计 被引量:5
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作者 郭占社 樊尚春 庄海涵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第21期2570-2572,共3页
为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器。通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进... 为解决当前模拟输出式加速度传感器测试精度相对较低的问题,利用谐振式传感器重复性好、分辨率高、稳定性优良的特点,设计了一种谐振式加速度传感器。通过理论计算,得出了线加速度与敏感元件谐振频率之间的关系,并通过有限元软件对其进行了仿真计算。计算结果显示,传感器在空载状况下谐振频率的理论计算结果与有限元分析结果分别为722.2Hz与720.87Hz。在1g加速度下两种计算方法得到的谐振频率计算结果分别为727.3Hz与726.28Hz,两种情况的相对误差仅为0.18%与0.14%。对加工完毕的加速度传感器进行了测试,测试结果表明:在谐振状态下,传感器的敏感元件的谐振频率大约为718.2Hz,与理论计算及仿真结果基本接近,证明了设计的正确性。 展开更多
关键词 谐振加速度传感器 有限元 谐振频率 敏感元件
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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
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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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封装材料对压阻式加速度传感器性能的影响 被引量:1
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作者 李平 高世桥 +1 位作者 金磊 石云波 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期623-628,共6页
通过实验测试的方法研究分析封装材料对压阻式高量程加速度传感器性能的影响。对使用陶瓷材料和不锈钢材料封装的加速度传感器,利用拉曼光谱仪测试研究封装前后传感器结构中残余应力和压敏电阻阻值的变化,采用落锤、Hopkinson杆测试分... 通过实验测试的方法研究分析封装材料对压阻式高量程加速度传感器性能的影响。对使用陶瓷材料和不锈钢材料封装的加速度传感器,利用拉曼光谱仪测试研究封装前后传感器结构中残余应力和压敏电阻阻值的变化,采用落锤、Hopkinson杆测试分析传感器的灵敏度、高过载能力,并在实弹环境中测试不同封装传感器的测试精度的差别。实验结果显示,与陶瓷材料封装的压阻式加速度传感器相比,不锈钢材料封装的压阻式加速度传感器在封装后结构的残余应力和压敏电阻阻值的变化更大,但不锈钢封装传感器的灵敏度更大、高过载能力更强,同时实弹环境中可靠性和测试精度更高。 展开更多
关键词 固体力学 残余应力 拉曼光谱仪 压阻加速度传感器 封装管壳材料
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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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梳齿式电容加速度传感器等效并联电阻对器件输出产生的影响(英文) 被引量:1
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作者 曲昊 彭倍 +2 位作者 曾建 周吴 于慧君 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1483-1485,共3页
梳齿式电容加速度传感器检测电容的测量结果会受到除感应电容之外的其他等效电路参数的影响。梳齿式电容加速度传感器的结构与多层瓷片电容(MLCC)的结构类似,因此可以借鉴多层瓷片电容中等效电路参数的研究方法对电容加速度传感器中的... 梳齿式电容加速度传感器检测电容的测量结果会受到除感应电容之外的其他等效电路参数的影响。梳齿式电容加速度传感器的结构与多层瓷片电容(MLCC)的结构类似,因此可以借鉴多层瓷片电容中等效电路参数的研究方法对电容加速度传感器中的等效电路参数进行研究。本文将对梳齿式电容加速度传感器检测结构中的等效电路参数进行建模,并分析这些等效电路参数对测试结果产生的影响。 展开更多
关键词 MEMS 梳齿电容加速度传感器 Pspice电路仿真 电荷放大电路 等效并联电阻
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压阻式硅微型加速度传感器的研制 被引量:13
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作者 席占稳 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第11期31-33,共3页
利用微加工技术制作了压阻式硅微型加速度传感器,对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,单臂梁结构的加速度传感器的灵敏度为1μV/gn,双臂梁结构加速度传感器的灵敏度为1.6μV/gn,结果与理论设计值基本吻合。
关键词 压阻加速度传感器 微加工 动态测试 结构形
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测试10^5g微阵列式加速度传感器 被引量:5
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作者 刘晓明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期371-374,共4页
研究测试 1 0 5g微阵列式加速度传感器的设计与制造。该传感器应用微加工技术制成 ,具有测试加速度值大、响应速度快等特点。应用非线性回归理论及正交试验分析方法 ,解决传感阵列的布阵设计 ;根据理论分析和试验研究 ,提出了 8个传感... 研究测试 1 0 5g微阵列式加速度传感器的设计与制造。该传感器应用微加工技术制成 ,具有测试加速度值大、响应速度快等特点。应用非线性回归理论及正交试验分析方法 ,解决传感阵列的布阵设计 ;根据理论分析和试验研究 ,提出了 8个传感器位于芯片平面内同一圆周上 8等分处的布阵 ,给出了 8点图形传感阵列的设计版图 ;并制造出微阵列式加速度传感器的样品 ,经测试满足设计要求。 展开更多
关键词 测试 微阵列加速度传感器 传感阵列 设计 制造
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基于磁通门与重力加速度传感器的钻井测斜仪 被引量:36
13
作者 谢子殿 朱秀 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第7期30-33,共4页
介绍了以磁通门技术与加速度计为工作原理的钻井测斜仪,阐述了两种传感器的工作原理及测斜仪的结构设计,推导出井斜角、方位角、工具面角的数学模型。测斜仪采用幅值相位法和二次谐波法检测信号,采用内置单片机处理数据,通过对采集的数... 介绍了以磁通门技术与加速度计为工作原理的钻井测斜仪,阐述了两种传感器的工作原理及测斜仪的结构设计,推导出井斜角、方位角、工具面角的数学模型。测斜仪采用幅值相位法和二次谐波法检测信号,采用内置单片机处理数据,通过对采集的数据进行逐点修正的方法来消除多种误差的影响,使测斜仪的测量精度得到显著提高。 展开更多
关键词 磁通门 磁悬浮式加速度传感器 方位 井斜
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隧道式加速度传感器的制备 被引量:2
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作者 陈德英 《传感器技术》 CSCD 2000年第6期4-6,共3页
隧道式加速度传感器具有高的灵敏度而被用来测试微小加速度,介绍了扭摆-隧道式加速度传感器的工作原理,结构特点,关键工艺及工艺制备的结果。
关键词 隧道加速度传感器 扭摆 工艺制备 工作原理
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灵敏度和偏移补偿的MEMS压阻式加速度传感器 被引量:1
15
作者 侯倩萍 常京 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第9期72-77,共6页
针对传感器中存在的灵敏度和偏移补偿问题,提出了一种新的MEMS压阻式加速度传感器设计,它由一个传感器和一个总的接口电路构成,可用0.18μm商用CMOS工艺实现设计。传感器结构由8个硼扩散结晶体压敏电阻连接起来构成一个惠斯通电桥来感... 针对传感器中存在的灵敏度和偏移补偿问题,提出了一种新的MEMS压阻式加速度传感器设计,它由一个传感器和一个总的接口电路构成,可用0.18μm商用CMOS工艺实现设计。传感器结构由8个硼扩散结晶体压敏电阻连接起来构成一个惠斯通电桥来感知加速度;接口电路由一个主放大器和传感器灵敏度及温度偏移补偿电路构成;实验结果表明,传感器具有很高的在轴加速度灵敏度和灵敏度补偿效果,整个系统具有可达5 k Hz的可扩展的系统带宽,而且偏移估计误差减少到了±10μV以内。 展开更多
关键词 MEMS 压阻加速度传感器 补偿 灵敏度 动态范围 偏移估计误差
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基于模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模 被引量:3
16
作者 陈信维 李红伟 +2 位作者 任宗强 于文涛 丁印恕 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期387-397,共11页
目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数... 目前主动磁悬浮轴承广泛用于工业各领域,而位移传感器是影响磁悬浮轴承控制性能的重要部件。为了研究位移传感器的性能,首先必须建立准确的传感器模型,因此,该文根据自感式位移传感器的工作原理,通过引入铁心复磁导率和气隙磁阻杂散系数,提出一种基于阻抗的模和阻抗角的自感式位移传感器阻抗建模方法。然后根据实验数据得到了模型参数,运用阻抗改进模型预测不同激励频率下传感器的输出电压和灵敏度。最后与传感器静态性能实验结果相比,输出电压的预测误差小于0.05 V,灵敏度的预测相对误差小于1%,验证了阻抗改进模型的准确性。所建阻抗改进模型为进一步研究自感式位移传感器的动态输出性能提供了理论基础。 展开更多
关键词 主动磁悬浮轴承 自感位移传感器 铁心线圈阻抗建模 相对复磁导率 气隙磁阻杂散系数
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气流式加速度传感器性能的研究
17
作者 吴建义 任宏超 张福学 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1998年第10期10-12,15,共4页
本文根据研制气流式加速度传感器所遇到的实际问题,用理论和实验的方法对其进行了分析和研究。并研究了工艺结构、供电电源电压和环境温度等因素对气流式加速度传感器性能的影响。分析了使气流式加速度传感器的性能指标得到了提高的因素。
关键词 气流 加速度传感器 工艺结构 传感器
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SOI高g值压阻式加速度传感器与工艺实现
18
作者 许高斌 陈兴 +2 位作者 马渊明 卢翌 汪祖民 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期674-677,共4页
基于SOI技术,利用电感耦合等离子体硅深加工,设计制备了一种新型平面内振动高g值压阻式加速度计。该加速度计包括X轴向与Y轴向单元,采用扇形敏感质量块平板内振动结构。对称的布局方式,有效地消除了灵敏度的交叉干扰,提高了传感器的测... 基于SOI技术,利用电感耦合等离子体硅深加工,设计制备了一种新型平面内振动高g值压阻式加速度计。该加速度计包括X轴向与Y轴向单元,采用扇形敏感质量块平板内振动结构。对称的布局方式,有效地消除了灵敏度的交叉干扰,提高了传感器的测量精度。测试系统分析出加速度传感器的灵敏度是1.170μV/g。研究表明该加速度传感器可实现对量程高达25×104g加速度的测量。 展开更多
关键词 高G值 压阻加速度传感器 SOI 扇形敏感质量块 双U型压敏电阻
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高g值压阻式加速度传感器仿真设计 被引量:6
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作者 杨雨君 王鹏 +3 位作者 陈曼龙 张昌明 杨帆 陈芳芳 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第6期78-81,85,共5页
利用硅微材料的压阻效应,结合微机电系统(MEMS)加工技术,设计一种高g值压阻式加速度传感器结构,主要应用于爆炸、冲击测试以及引信侵彻等特殊领域。采用参数分析,确定了传感器的三维模型,提取敏感梁的表面路径,分析总结其应力分布规律,... 利用硅微材料的压阻效应,结合微机电系统(MEMS)加工技术,设计一种高g值压阻式加速度传感器结构,主要应用于爆炸、冲击测试以及引信侵彻等特殊领域。采用参数分析,确定了传感器的三维模型,提取敏感梁的表面路径,分析总结其应力分布规律,据此确定压敏电阻位置,并设计能单独测量且抗交叉干扰的测量电路。最后通过有限元对传感器敏感结构进行仿真分析,仿真结果表明:该加速度计水平面内其X方向灵敏度为4.37μV/g_(n),Y方向灵敏度为4.44μV/g_(n),一阶固有频率为105.80 kHz,量程可达到15×10^(4)g_(n)。 展开更多
关键词 加速度传感器 压阻 高G值 灵敏度
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压阻式复合惯性加速度传感器的研究 被引量:4
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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262-263,271,共3页
对于压阻式复合惯性加速度传感器的惯性变换系统的结构特性、工作原理进行了分析讨论,建立了数学模型,所设计的惯性武弹性敏感元件,能分别将线加速度产生的惯性力及角加速度产生的惯性力矩,转换成弹性梁的变形,通过应变计及电路,将此变... 对于压阻式复合惯性加速度传感器的惯性变换系统的结构特性、工作原理进行了分析讨论,建立了数学模型,所设计的惯性武弹性敏感元件,能分别将线加速度产生的惯性力及角加速度产生的惯性力矩,转换成弹性梁的变形,通过应变计及电路,将此变形转换成为可测的电学量。并能通过合理组合的测量电桥,消除线加速度及角加速度之间交叉耦合影响。并用试验证实了该惯性系统设计合理,它可以作为线加速度及角加速度复合测量用。 展开更多
关键词 压阻 线加速度 加速度 传感器
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