MEMS高量程加速度传感器的动态特性分析

利用霍普金森杆激光干涉冲击试验台对实验室研发的MEMS高量程压阻式加速度传感器进行动态校准;采用两种不同解算方法对实验数据将进行分析处理,求解出该传感器的幅频特性,绘制了对数幅频特性曲线;通过对比两种算法的结果知道,镜像映射法优于FFT算法,其算法简单有效,能直接辨识出系统模型参数和模型阶次。     

电泵井振动监测及传输系统设计

潜油电泵机组是具有超细长转轴的复杂旋转机械,有复杂的生产及安装工艺,且采用了多级离心泵,在生产过程中会产生强大的振动源,测量并分析机组振动状况,是评估潜油电泵机组的运行状况、提高可靠性的重要手段。本文采用MMA3201振动加速度计监测振动状况,并采用4 mA²0 mA电流环将信号传输到井上MCU进行分析处理,根据监测和处理结果,适时提泵检修,采取合理的减振措施,延长潜油电泵的使用寿命。     

基于多传感器信息融合的水下运动体速度测量

针对水下运动体测速中存在的难度大、精度低等问题,提出一种基于加速度计和机械测速装置的融合测速方法。该方法实质上是一种改良的模糊自适应卡尔曼滤波,在常规卡尔曼滤波的基础上,引入了自适应参数,并通过模糊控制器对残差的监控来实时调整自适应参数。经Matlab仿真和实际试验证实:该方法可以有效地提高卡尔曼滤波器的跟踪性,并改善滤波效果,适用于通用的水下运动体测速。     

基于MEMS三轴加速度传感器的摔倒检测

摔倒作为人体活动的一部分,是影响人体健康的一大因素,尤其对病人和老年人而言,摔倒检测至关重要。基于MEMS三轴加速度传感器采集的人体活动加速度信号,提出了一种基于固定阈值的信号幅度向量滑动平均法SVMSA。该方法根据人体活动时的加速度信号特征,利用预先设定的阈值对加速度信号幅度向量SVM的滑动平均SVMSA进行判决,同时使用差分信号幅度域DSMA区分快速跑步等剧烈运动,准确实现了人体的摔倒检测。主要优势在于分析并区别了人体快速跑步等剧烈运动对摔倒检测的影响。通过对8位实验者的测试,该算法实现了94.4%的精确度。实验表明该算法能够较为准确地实现人体的摔倒检测。     

三轴磁阻电子罗盘的设计和误差补偿

设计了一款具有倾斜补偿功能的三轴磁阻电子罗盘,并对样机系统做了误差补偿。本系统以磁阻传感器HMC1043和MEMS加速度传感器ADXL203为信号采集模块,以MSP430F149单片机为信号处理模块,分别获取、处理磁场和重力加速度信息,并通过液晶显示模块LCM6432ZK显示载体的航向角和姿态角。结合经典的椭圆假设法和傅里叶级数模型,对系统的误差进行补偿。实验结果表明,设计的磁阻电子罗盘实现了集成化和智能化,能实时显示载体的航向角和姿态角,航向误差可稳定在±0.6°以内。     

MEMS加速度计的GPS终端的低功耗系统设计

锂电池供电的便携式GPS定位终端,其待机时间是影响产品实际应用的一个主要因素。采用MEMS加速度计作为运动检测开关,在后台辨别目标体的动静状态,决定系统CPU工作的工作状态,合理配置GPS、GSM各模块的工作模式,优化整个的节电工作状态,可延长终端待机时长。     

基于STM32的轨道方向不平顺检测系统设计

轨道不平顺是影响列车乘坐舒适性和平稳性的主要激励源,对轨道不平顺信号进行准确检测和有效的分析处理,以尽可能提高铁路维修效率,保障高速列车行车安全。为了准确检测轨道方向不平顺信号,基于惯性基准法原理,研制了以STM32F103 Cortex-M3 ARM处理器为控制核心的自动化检测系统。系统调理采集包括伺服加速度计、陀螺仪、倾角仪等多路传感器转换而来的模拟信号,然后传输到车载服务器中分析处理。检测结果以实时波形图的形式显示,能够准确有效地判断不平顺状态。     

多传感器融合在倾角测量抗振动中的应用

倾角传感是通过加速度计敏感重力加速度分量,反求出平面倾斜的角度。当倾角传感元件在振动的载体上工作时,由于载体的加速和减速会被加速度计敏感,从而对倾角的检测带来不能忽略的影响。对这种情况通过引入陀螺仪作为角度测量的重要互补器件,综合加速度计和陀螺仪两类传感器的数据来抑制振动对角度动态测量的干扰。最后的测试数据表明,这种设计方法在很大程度上消除了由于载体振动带来的干扰。     

基于石英挠性加速度计A/D与I/F数据采集系统的对比研究

为满足对寻北仪导航系统中加速度计采集数据的高精度要求,提出了基于石英挠性加速度计的A/D采集系统与I/F数据采集系统的对比研究;系统采用了高精度A/D转换芯片AD7693和V/F高精度转换芯片LM331分别对石英挠性加速度计采集的数据进行处理转换,以FPGA芯片XC7Z020为逻辑控制核心对转换的数据进行编帧处理,通过RS232总线将处理的数据发送到上位机;测试结果表明,在相同条件下,I/F采集系统转换的精度99.99％优于A/D采集系统转换的精度98.7％;短时间内,I/F采集系统采集的数据变化不大,A/D采集系统采集的数据变化大,所以I/F采集系统稳定性更好.     

A Fully Differential Interface Circuit of Closed-loop Accelerometer with Force Feedback Linearization

In this paper,a fifth-order fully differential interface circuit（ IC） is presented to improve the noise performance for micromechanical sigma-delta（ Σ-Δ） accelerometer. A lead compensator is adopted to ensure the stability of the closed-loop high-order system. A low noise capacitance detection circuit is described with a correlated-double-sampling（ CDS） technique to decrease 1 /f noise and offset of the operational amplifier. This paper also proposes a self-test technique for the interface circuit to test the harmonic distortion. An electrostatic force feedback linearization circuit is presented to reduce the harmonic distortion resulting in larger dynamic range（ DR）. The layout of the IC is implemented in a standard 0. 6 μm CMOS technology and operates at a sampling frequency of 250 kHz. The interface consumes 20 mW from a 5 V supply. The post-simulation results indicate that the noise floor of the digital accelerometer is about- 140 dBV /Hz1 /2at low frequency. The sensitivity is 2. 5 V /g and the nonlinearity is 0. 11%. The self-test function is achieved with 98. 2 dB thirdorder harmonic distortion detection based on the electrostatic force feedback linearization.