静电刚度式谐振微加速度计设计

运用梁的横向振动特性分析了梁振动频率与平行板电容形成的静电刚度的关系,并以此设计了静电刚度式谐振微加速度计。在加速度作用下,检测质量产生的惯性力使电容器极板发生位移来改变电容结构的间隙大小,从而使谐振频率发生变化,通过检测频率变化量来测量输入加速度的大小。根据加速度计的工作原理说明检测过程中梁的机械刚度保持不变,只与产生静电刚度的电容间隙变化相关,减小了检测信号对机械误差与残余应力的依赖性。运用加工参数进行理论计算得出加速度计的灵敏度为21．17Hz／gn,在CoventorWare2005中进行仿真表明：加速度计的固有频率为23．94kHz,灵敏度约为20Hz／gn,与理论设计值相近。     

石英挠性加速度计正交双表测试方法研究

给出了在转台上标定石英挠性加速度计的正交双表测试方法。分析了转台误差源对加速度计误差模型辨识的影响,建立了g^2观测法的辨识模型,并在转台上进行了20位置试验。试验结果表明：正交双表法可以降低设备转角误差对加速度计模型参数估计结果的影响,从而显著提高加速度计测试精度。     

微机械陀螺的多学科设计优化建模的研究

以梳状音叉式振动微机械陀螺为例,将多学科设计优化（MDO）方法应用到微机械陀螺的优化设计中。将微机械陀螺复杂系统分解为归属不同学科的多个子系统,阐明了在多学科设计优化中各子系统之间的相互关系。建立了微机械陀螺的结构设计、机械性能、电学性能子系统和系统级的多学科设计优化模型。用已研制的MMCDO多学科混合协同设计优化算法计算,得到了满意的优化设计结果。     

基于加速度信号的人体运动平衡检测系统的研制

开发了一种基于三轴向加速度传感器的人体平衡检测系统,该系统采用三轴向直线加速度传感器获取人体运动信息,以单片机为控制核心,采用无线传输方式将采集到的数据传输到PC机上,适于检测处于自由运动情况下的对象,因此可以被广泛的应用于康复医学和运动医学。对健康人行进过程中加速度检测的结果表明,该系统可有效地对人体平衡协调能力进行评估。     

基于FPGA的硅微陀螺仪零偏温度补偿系统的研究

介绍了温度对硅微陀螺仪的零偏的影响机理,通过温度实验得知零偏随温度变化成复杂的非线性关系,并用最小二乘法拟合出了零偏在～40℃～80℃随温度变化的数学表达式;以FPGA芯片为主要器件设计了零偏温度补偿系统,并进行了温度实验测试,测试结果表明补偿效果明显。     

振动式微机械隧道陀螺仪的制备工艺

振动梁式微机械隧道陀螺仪是一种以悬臂梁作为换能构件,以电子隧道效应为输出敏感方式的高精度和高灵敏的角振动传感器,解决了传统机械陀螺仪因尺寸减小而导致的灵敏度降低的缺点。结合微机械隧道陀螺仪的尺寸特点:硅尖与下电极的距离为1μm,齿厚和齿间距之间的距离为4μm,梁的厚度为50μm,提出硅正面刻蚀—玻璃上电极制作—硅玻键合—硅背面减薄—硅背面刻蚀的DDSOG(DeepDrySiliconOnGlass)工艺方案,成功实现了整个器件的工艺制备。本文就DDSOG工艺中的关键工艺进行了一一论述,该工艺不仅能用于隧道陀螺仪的制备,同时也可以制作其它高深宽比传感器或执行器。     

手推式电子叉车秤倾角与称重误差补偿算法研究

针对电子叉车秤在使用过程中出现的车体倾斜导致称重误差精度下降等问题,提出了一种有效的称重误差补偿算法。首先,分析电子叉车秤倾斜角度对称重性能的影响,搭建一个多方向可变角度倾斜的实验平台,以模拟叉车秤的倾斜状态并获取精确的称重数据。其次,根据所获得的数据与称重误差补偿原理,建立倾斜状态下电子叉车秤的称重误差补偿算法模型,并运用最小二乘法及多层感知机非线性回归方法识别模型参数。最后,本文对具有1 500 kg量程和0.02 kg感量的电子叉车秤进行了倾斜测试实验,结果表明,在地面倾角不超过1.5°的范围内,在任意倾斜方向仪器最大允许误差MPE<0.75 kg,具有3 000分度数的精度。     

半监督极限学习机用于Android手机活动识别的研究

基于对现有Android手机活动识别技术的分析,针对从不完全、不充分的移动传感器数据中推断人体活动的难题,将能根据无标签样本提高识别预测准确性和速度的半监督(SS)学习和体现模式分类回归的有效学习机制的极限学习机(ELM)相结合给出了解决Android手机平台的人体活动识别问题的半监督极限学习机(SS-ELM)方法,并进一步提出了主成分分析(PCA)和半监督极限学习机(SS-ELM)结合的PCA+SS-ELM新方法。实验结果表明,该方法对人体活动的识别正确率能达到95%,优于最近提出的混合专家半监督模型的正确率,从而验证了该新方法是可行性。     

一种差动电容式加速度传感器设计的理论研究

设计了一种差动式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并通过电容的推导计算对其进行了特性分析。对检测电路的结构进行了分析,给出了典型电路结构,推到了电路参数及性能;本设计具有电路结构简单,频率范围宽约0～500Hz,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测量误差小等优点;通过实验,各项性能指标满足设计要求。     

基于PID反馈的高Q值加速度计闭环检测电路

高Q值加速度计由于能够很好地降低热机械布朗噪声,被广泛应用于高精度低噪声检测领域,相应的闭环接口电路却成为其应用的困难之一.通过分析传感器的器件结构和动态响应,提出了一种基于PID反馈的闭环检测电路来克服传感器因高Q值造成的不利影响,改善系统的频率特性和动态响应.根据设计原理设计和测试了基于PCB板级的闭环检测电路.电...