用MAX1457实现对硅压阻式加速度计的温度补偿

本文介绍了传感器信号处理器MAX1457的主要功能及其用于对硅压阻式加速度计进行温度补偿的系统组成、补偿方法等。并通过实际补偿结果表明．利用MAX1457对硅压阻式加速度计进行热零点漂移补偿和热灵敏度漂移补偿．有效提高了压阻式加速度计的温度稳定性。     

新型三轴压阻式硅微加速度计的研究

微惯性系统以及其他高精密场合往往需要高精度三轴加速度计来检测三个垂直方向加速度矢量。针对类似需求,介绍了一种四边八梁结构式三轴压阻式硅微加速度计,利用硅衬底上单一质量块和惠斯通半桥结构可同时实现三个轴向上的加速度高精度测量。另外设计了微加速度计在高过载环境下的硅一玻璃防护结构和体硅加工工艺,并通过ANSYS仿真和试验验证了加速度计结构的合理性,还对微加速度计相关性能进行了测试,测试结果表明,该微加速度计具有较高的测量精度和较好的线性度,满足设计要求。     

压阻式加速度计在高g值冲击测量中的失效研究

在我们应用压阻式加速度计测量２００００ｇ冲击加速度的实践中，发现了压阻式加速度计的严重失效问题，并对采用机械滤波器解决冲击信号高频分量引起压阻式加速度计共振失效问题进行了初步研究分析，我们认为加速度计失效的主要原因是疲劳问题，主要方法应该是改进敏感元件的制造工艺技术，提高表面质量。     

一种大过载集成加速度计的设计

本文介绍了一种新型的高过载弹道修正加速度计.这种加速度计由微机械工艺加工的硅微传感器和专用集成电路组成.其中专用集成电路包括温度补偿、滤波、电压/频率转换、电平调节和输入输出接口.硅微传感器的核心是一个悬浮的硅质量块,被四根悬臂梁支撑在硅架中.由于压阻效应,当硅质量块运动时,悬臂梁的电阻值将随之改变.敏感头放于硅基底和覆盖层之间的空腔中,使传感器能够抗高过载.     

压阻式硅微二维加速度计的加工与测试

提出了一种压阻式的硅微二维加速度计,该加速度计采用4个相互垂直的悬臂梁支撑中间有刚硬柱体的结构,利用合理布置的压敏电阻构成的惠斯通电桥测量水平面内两个方向的加速度．结合微结构的力学分析模型以及压阻原理分析了加速度计的灵敏特性、采用硅微机械加工工艺完成了加速度计的加工,应用微系统分析仪、激光拉曼光谱应力测试仪以及振动台分别对加工出的微结构形貌、残余应力、频响以及灵敏特性进行了相关测试．测试结果表明,两个方向的输出值均灵敏度高、线形度较好,胸灵敏度为1、0174mV／g（g为重力加速度）,线性系数为0．99991,y向灵敏度为0．89761mV／g,线性系数为0．99945．微加速度计的频响曲线较为平坦,其共振频率大约为670Hz．     

采用薄结构膜片的用于生物医学方面的高性能压阻式压力传感器

采用薄结构膜片的用于生物医学方面的高性能压阻式压力传感器Ｓ．Ｍａｒｃｏ，等１．引言高性能的硅压阻式压力传感器已广泛应用于工业环境中，然而在生物医学方面，若利用硅压阻式压力传感器进行介入性测量以直接监视被测物，则将在大小尺寸、准确度和灵敏度方面受到严格...     

可靠性预计模型

微加速度计是集微电子与机械于一体的加速度敏感元件．微加速度计的应用越来越广泛，但是其可靠性问题成为制约微加速度计市场化的关键因素．为了预计压阻式微加速度计的可靠性，分析了一个完整的压阻式微加速度计，它由加速度计微结构、键合引线以及封装管壳等构成；讨论了加速度计的主要失效类型——由芯片材料缺陷以及工艺缺陷导致的内部失效以及由封装失效和内外引线失效导致的外部失效；详细论述了影响压阻式微加速度计可靠性的主要因素，并在此基础上建立了微加速度计的可靠性预计模型．     

一种硅芯片/玻璃环静电键合的简易装置

随着微机电系统(MEMS)技术的发展,促进了半导体硅压阻式压力传感器低成本和集成化,使其得到了广泛应用;在压阻式压力传感器无应力封装工艺中,硅芯片/PYREX7740玻璃环静电键合起着重要的作用.本文论述了静电键合基本原理,以此研制了适合于大批量生产的静电键合简易装置,实践表明此装置易操作,施加键合静电电压降为160V,键合时间缩短为约2分钟,键合界面具有较大的封接强度和耐高温冲击性,满足了压力传感器制作的无应力封装的需要,具有实用性.     

力平衡式三轴微加速度计的设计与分析

设计了一种具有单一检测质量的力平衡式三轴微加速度计．采用硅-硅键合工艺形成作为单一检测质量块的硅片组合。利用全差分电容检测法实现对加速度三轴分量的检测．通过提高检测质量的重心，有效增加了X、Y轴的灵敏度．利用ANSYS仿真软件对该微加速度计进行了模态及静力学分析，提出了优化设计参数．3个检测模态（1阶、2阶和3阶模态）的频率分别为1．329kHz、1．345kHz和2．174kHz．通过优化设计，提高了3阶模态和4阶模态的频率差距，降低了其他高阶模态的干扰．在100g（g为重力加速度）的Z向加速度作用下，悬臂梁所受的最大应力为46MPa。小于单晶硅的弯曲极限值70-200MPa．静力学分析表明，加速度计的悬臂梁结构参数能够满足加速度计的力学性能要求．     

静电驱动压阻检测微机械陀螺仪的研究

对静电驱动压阻检测微机械陀螺仪进行了结构设计并对工作原理进行了介绍．与硅压阻器件相比,本文利用多势垒纳米膜所具有的压阻效应作为检测方式,实现了较高的压阻灵敏度;采用硅基异质外延砷化镓薄膜工艺进行陀螺结构以及多势垒纳米膜器件的加工,较好地实现了工艺的兼容．通过对结构进行模态仿真,确定了陀螺的固有频率．     

SOI高g值压阻式加速度传感器与工艺实现

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1.170 μV/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.     

新型谐振式硅微机械加速度计

制作出一种新型结构的谐振式硅微加速度计，其输出频率信号可以克服微机电系统器件输出微弱信号检测的困难、采用双端固定音叉作为谐振器，在加速度作用下，质量块的惯性力通过悬臂梁施加于音叉轴向，利用音叉谐振频率的变化测量加速度．在每个音叉臂上制作了梳齿结构，用梳齿间的静电力激励音叉产生谐振，并利用其构成的电容检测其振动频率．该加速度计采用体硅工艺制作，文中给出了工艺流程、用有限元方法仿真估算，得到传感器的灵敏度约为2／gHz．     

微机械加速度计的研究现状综述

随着微机械加工技术的不断进步以及微机械加速度计市场占有率的逐步扩大,各种类型的微机械加速度计层出不穷,其中以电容检测式微机械加速度计发展的最为迅速且产业化水平最高,其次是压阻式、压电式、热对流式、隧道电流式、谐振式,以及近年来成为研究热点的光学式加速度计。本文详细阐述了国内外已报道的各种类型微机械加速度计的结构、原理、制造工艺和性能指标,并对不同精度微机械加速度计的产业化发展现状和市场应用情况进行了总结。新材料、新机理、纳米尺度、智能化以及更高的性能指标将是今后几年微机械加速度计的主要发展趋势,也将在MEMS/NEMS领域掀起新一轮的研究热潮。     

高g值加速度计宽脉冲冲击校准准则

针对高g值加速度计冲击灵敏度绝对法校准中遇到的激励脉冲的宽度问题,以加速度计数学模型为基础,导出了适用于高g值加速度计冲击灵敏度校准的宽脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度计的冲击灵敏度进行校准时,校准所需的激励宽脉冲的最小宽度与加速度计第一阶安装谐振频率、阻尼比及校准误差的关系。以Hopkinson杆校准系统为试验手段,通过988型高g值压电加速度计和SIMIT-AYZ-3型高g值压阻加速度计的校准试验数据验证了准则的正确性。该准则为高g值加速度计冲击灵敏度校准时激励脉冲宽度的确定提供了理论依据。     

美国PCB公司推出新型振动加速度计

近年来,美国著名传感器与仪器公司PCB压电电子接连推出一系列新型振动加速计:高灵敏度加速度计(356A18).内置微电子(ICP),三轴测量,输出电压灵敏度高达1000mV/g,频率范围1～3000Hz.微型剪切式加速度计.352A10型为单轴测量,直径仅5.6mm,重量0.78gm;356A11型为三轴测量,方形设计,长仅10mm,重量4gm.电容式直流加速度计(370A02),其最大特点是可测量(直流)稳态振动和极低频振动.频率范围0～400Hz,灵敏度100mV/g.采用钛合金外壳,防冲击(500g)设计.状态监控加速度计(IM2602型),采用双层结构,不锈钢外壳,可在环境恶劣的工业现场永久性安装,用于状态监控.其电压灵敏度为100mV/g,有宽广频率范围.     

高g值微加速度计在冲击环境下的可靠性

详细分析了高g微加速度计在冲击环境下的失效模式和失效机理,对0～150 000g 4端全固支的压阻式梁-岛结构微加速度计进行霍普金森杆(Hopkinson bar)激光干涉冲击试验.由试验结果可知,该结构的微加速度计抗冲击过载能力达100 000 g以上,微加速度计的失效模式表现为梁的裂纹和断裂.微加速度计在冲击环境下的可靠性采用应力-强度干涉模型进行评估.     

硅微谐振式加速度计的温度效应及补偿

零偏和标度因数稳定性是衡量加速度计性能的两个重要参数.为了降低硅微谐振式加速度计的温度敏感性,对其温度影响机理进行了深入研究.通过温度实验发现,硅微谐振式加速度计的零偏和标度因数与设计理论参数有较大区别,且都具有较大的温度灵敏度,分别为0.72 g/℃和1.5℃-1.对弹性模量和谐振器应力与谐振器频率的关系进行了理论计算和FEA仿真验证,其中弹性模量引起的谐振频率-温度灵敏度为-0.7 Hz/℃,谐振器应力引起的谐振频率-温度灵敏度为180 Hz/℃.阐述了加工过程中键合应力产生的原因以及键合应力与谐振器残余应力的关系,发现谐振器应力是造成加速度计输出随温度漂移的主要因素.提出了一种隔离残余应力的隔离梁的设计方案,可使零偏温度灵敏度降至-35 Hz/℃,为温度补偿指明了方向.     

基于MAX1452的硅压阻压力传感器数字补偿设计与拟合分析

随着现代科学与技术的高速发展,高精度传感器的应用日趋成熟。MAX1452作为一种高度集成的模拟传感器信号处理器,具有16引脚SSOP封装、全模拟信号通道、低功耗、温度范围宽等特点,可用于硅压阻压力传感器的数字补偿。硅压阻压力传感器输出的信号经过MAX1452校准补偿版输出模拟信号,再经过A/D转换器输出数字信号,在这个过程中,MAX1452全模拟信号通道没有引入量化噪声,利用16位DAC实现数字化校正,16位DAC对信号的偏移量和跨度进行校准,实现硅压阻压力传感器的数字补偿。     

新型模态试验用振动加速度计

新型模态试验用振动加速度计和大多数其他振动传感器相比，压电晶体加速度计具有测量频率宽，动态范围大，自身重量轻等优点，因而在振动测试中得到广泛的应用。压电晶体的输出是电荷，要求输入阻抗很高的电荷放大器作为信号适调。这类压电加速度计称为电荷模式加速度计，...     

一种应用于超小型无人机的新型定高传感器

使用美国ICSENSOR公司的压阻硅式绝压传感器，对静压进行测量，并设计出适合超小型无人机使用的新型定高传感器，这种定高传感器具有灵敏度高，重量轻，单电源供电，板式结构。可靠性高，重复性好的特点，填补了应用于超小型无人机的定高传感器产品的空白。