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．     

热声谐振管非线性效应的实验研究

线性热声理论的前提条件是小振幅假设，但是，实际热声热机的工作振幅大多超出了这个假设而工作于非线性区域。因而，实际热机具有很强的非线性特点。S．karpov和Atchley等人在理论上证明了热声效应存在非线性不稳定性饱和、起振模态选择等非线性行为。作者在自行研制的驻波热声谐振管实验中观察到了以上非线性现象，本文将介绍这些实验现象，并在理论上对实验结果做出了分析和解释。     

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.     

基于神经网络的加速度计非线性估计和线性化

本文采用函数链神经网络（ＦＬＡＮＮ）估计加速度计的非线性并使加速度计输出线性化，以便加速度计的输出直接反映感受到的加速度。文中还探讨了人工智能理论和传感器结合的可能性，为研制智能型加速度计提供了一个新的途径。     

谐振梁在高量程加速度传感器非线性测试中的应用

介绍了一种高量程加速度传感器非线性的新测量方法。用谐振梁与振动台系统组成新的谐振系统．这一系统对振动台的振动信号具有放大作用,从而解决了用小量程振动台标定大量程加速度传感器非线性的难题。详述了用谐振梁法测量高量程加速度传感器非线性的实际操作过程,总结了试验过程中的方法和经验,对高量程加速度传感器非线性测量具有实际指导作用。     

确认姿态的双向微型加速度计

本文介绍一种微型的确认姿态的双向加速度计，这种微型的确认姿态的双向加速度计是一种玻璃-硅-玻璃结构。实验证明了这种传感器的有效性和实用性。     

微谐振型光纤传感器研究

本文研究了一种由光束激励并检测的微谐振型光纤传感器，说明了利用单昌硅制作 微型硅谐振器的制作 方法。在实验的基础上分析了谐振器在光激励下的振动机理，给出了测量压力参数的原理。     

2270型压电加速度计安装方向对测量结果的影响分析

2270型压电式加速度计通常会被用作标准加速度计开展量传工作,不合理的安装方向会对测量结果产生较大的影响。为研究安装方向与测量结果的关系,介绍了压电加速度计的工作原理和结构形式,讨论了安装方向及安装谐振频率对于被校压电加速度计灵敏度的影响,并进行试验研究。结果表明,不同应用场合,合理的安装方向能够保证加速度计灵敏度有良好的频率响应特性以及幅值线性度。     

提高触针式传感器谐振频率的途径

传感器的动态频率范围的大小对测量信号的失真影响极大。因此要提高动态测量精度就必须提高传感器的谐振频率。本文从研究传感器的力学模型出发,得出“传感器运动体等效质量越小,触头材料弹性模量越高,传感器的谐振频率便越高”的结论。     

基于共振光隧穿效应的角加速度传感器设计

阐述了一种基于共振光隧穿效应的角加速度传感器的设计方法,分析了其传感特性,并以共振光隧穿理论为基础,利用Mathematica软件进行了仿真分析。该加速度传感器的品质因数可以达到1.96×10⁸,远高于经典F-P腔的品质因数8.183×104。灵敏度可以达到0.1°/nm,     

带有力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计

设计了一种静电力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计,加速度计由敏感芯片、半导体激光器、光电二极管以及相应的驱动电路和反馈控制电路组成.敏感芯片为玻璃-硅-玻璃3层结构,通过硅-玻璃键合体硅工艺制成.硅质量块由铝梁支撑,底部玻璃基片上有金属光栅和电极,通过在质量块和底部玻璃基片上的电极之间施加电压可以调节质量块与玻璃基片间的间隙.入射激光照射到敏感芯片上的光栅上,产生衍射光束,其光强随质量块与下玻璃的间距而变化.反馈控制电路通过测量衍射光强的变化来改变质量块与底电极之间的电压,使得质量块与底部玻璃基片的距离保持为入射光波长1/8的奇数倍,从而提高输出线性度,改善灵敏度,增大量程.     

一种新型高灵敏度横向电容式硅微加速度计

提出了一种新型高灵敏度横向电容式硅微加速度计．根据差分电容极板间正对面积的改变来检测加速度大小．保证输出电压与加速度之间的线性度．系统刚度可由静电力调节、为了提高电学灵敏度,在检测电容极板上设计高K介质层,增大了检测电容量,减小了杂散电容的影响．使用Coventor Ware对本设计进行机械分析、力电耦合分析和模态分析,仿真结果与理论计算相吻合．加速度计使用简单的表面牺牲层工艺即可完成,具有很好的发展前景．     

基于电磁激励的SOI-MEMS谐振式加速度计的闭环检测系统(英文)

介绍了一种基于电磁激励方式,采用基于绝缘体上硅的微电子机械系统(SOI-MEMS)加工方法制作谐振式加速度计及其闭环控制电路系统.传感器芯片制作采用的是SOI材料(10μm+2μm+290μm),利用MEMS加工工艺制作.当外界z轴方向加速度作用于加速度计时,加速度计的两根"H"型谐振梁因受到弯曲应力而产生谐振频率的漂移,通过检测谐振梁频率的变化标定加速度的大小.电磁激励检测方式有利于加速度计的最终闭环控制.闭环电路控制系统主要由增益放大部分、自动增益控制(AGC)电路缓冲系统和移相器组成.测试结果显示,当有1g重力加速度作用于加速度计,闭环电路可稳定输出检测正弦频率信号58.958 kHz,与开环扫频结果一致.加速度计的"H"型谐振梁空气中检测Q值约为400,灵敏度可达584 Hz/g.     

时分反馈闭环MEMS电容式加速度计的新型自检测结构

设计了一种针对闭环加速度计的新型自检测结构．详细描述了这种基于电荷注入的自检测功能的原理．针对时分反馈闭环加速度计,从理论上推导了加速度计输出与自检测电压之间的关系,并利用Maflab／Simulink模型进行了验证。基于0．35μm高压CMOS工艺,设计了整个读出电路．测试结果显示,在自检测模式下,输出对自检测电压的灵敏度是0．3V／V．     

集装箱用电容式加速度传感器的热变形分析

热变形是导致加速度传感器输出特性随温度变化的主要原因。在分析电容式加速度传感器工作原理的基础上,采用有限元方法对加速度传感器的热变形进行了仿真分析。仿真结果表明:当传感器结构完全对称时,差分方式将结构的热变形相互抵消,传感器的输出不会发生变化;加工误差导致的结构不对称使变热形向刚度较小的一侧发展,从而使传感器的输出产生漂移。温漂试验表明,当环境温度升高40℃时,传感器的输出下降了76 mV。加工中应严格控制工艺流程,确保传感器结构对称,减小热变形。     

基于多普勒加速度计扭振测量的研究

报告了一种基于激光多普勒角加速度计原理进行扭振测量的新方法,分析了工作原理,推导出光路部分的数学模型,并通过实验验证了测量方法的可行性。由高相干激光器发出激光投射到转轴同一个截面上2点,两束反射光发生多普勒频移,通过光学配置,使前后两个时刻光信号在光探测器上发生光学混频,进而直接测量到转轴转动角加速度,实现扭振测量。与其它激光多普勒扭振测量方法相比,极大地扩大了扭振测量的动态范围,对大型回转机械运行状态监测和故障诊断具有实用价值。     

基于神经网络的加速度计静态误差系数标定

利用具有强自学习性、自适应能力及非线性变换特性的神经网络方法,构造加速度计静态函数型神经网络模型,并用于对加速度计静态误差系数的标定。试验证明,利用该方法标定的系数结果具有高精度性,可较好地满足加速度计误差补偿的要求。