微机械电容式加速度传感器测试电路研究

在测量硅微电容式加速度传感器时,由于器件信号的微弱和寄生电容的干扰,提高加速度的稳定性和分辨率非常困难.针对这种情况,作者分析对比开关性和调制解调型两种常见微弱电容检测方法优缺点,并提出了一种微电容检测的改进电路,用此电路对电容式加速度传感器进行了测试.数据表明,微加速度计灵敏度为1.63 V/gn,可以检测到10-17F量级的电容值.     

电容式压力传感器微电容测量集成电路的研制

采用开关电容技术的Boxcar(时域平均)积分原理设计,为测量电容式压力传感器的微电容的接口电路已提出。它由Boxcar积分器,锁存器,脉冲宽度调制器和控制信号电路组成。该接口电路,采用3μm P-阱CMOS双层多晶硅栅工艺研制,管芯面积为2.5mm×3.5mm.测试结果表明,接口电路具有较好的灵敏度,它能将硅集成电容式压力(加速度)传感器集成在同一芯片上,实现一体化。     

差分电容硅微加速度计检测电路研究

针对硅微加速度计中微小差分电容检测,提出了一种基于调制解调方法的闭环检测电路,介绍了该闭环检测系统的原理框图和实现途径。分析了基于单路载波的前置电容-电压( C-V)转换电路,证明了基于相关芯片的解调方法的有效性,其解调效率仅对开环输出有影响;基于双路反馈电路的静电力平衡回路有效提高该检测系统的线性度。结合硅微加速度计参数和电路设计参数,对加速度计系统进行了仿真,仿真结果显示系统稳定,刻度系数为0.9 V/gn 左右,带宽700 Hz左右。结合表头进行的精密转台实验结果表明该加速度计系统刻度系数0.88 V/gn,量程可达±13 gn。     

电容式扭矩传感器的微小电容检测系统设计

针对电容式传感器输出微小电容信号检测难的情况,结合圆容栅扭矩传感器微小电容检测电路中遇到的问题,说明了圆容栅扭矩传感器的基本工作原理,设计了利用LC共振检测微小电容变化的系统.利用LC振荡电路在共振频率附近急剧变化180°的特性,当C的值发生变化时,相位对应的角度会发生比较大的变化,将电容变化转变为对相位差的检测.并在...     

基于四相检测技术的微电容传感器

一种基于四相检测技术的电荷转移式微电容传感器,具有很强的消除杂散电容影响的能力,适用于被检测对象电容值小于1pF的场合,分辨力达1fF,灵敏度高于1V/pF,并能输出4～20mA的电流。其优良的性能和低廉的价格,使得微电容传感器的广泛推广应用成为可能。     

LED光功率源推动的电容传感器的测量电路

将低价格的ＬＥＤ作为光功能源用于光功率推动的传感器，可以极大地降低产品成本，使光纤光功率推动传感器得到更广泛的应用。本文介绍了一种以ＬＥＤ作为光功率源的电容传感器的测量电路及其实验结果。     

一种微电容式传感器检测电路的分析与改进

介绍了一种本实验室开发的集成传感器,它实现了敏感电容和接口电路在一块芯片上的集成.重点分析了它的接口电路,基于施密特触发器构建,实现敏感电容值以及参考电容值与频率值的转换,通过对两频率求差来抑制各种共模干扰.对样片进行了测试,输出频率与理论值有较大的偏差.通过分析,给出了测试结果发生偏差的原因.最后,给该电路设计了启动电路,改进了CMOS开关控制电路,重新对电路的结构进行了设计,实现了与实验室新一代传感器的集成.     

电容传感器测量电路的稳零研究

受到测量电路中元件本身性能、温度和供电电源性能等的影响,采用四相检测测量电路的微电容传感器的输出不可避免地会出现零漂,影响传感器的稳定性.为此,对微电容传感器测量电路的零漂现象进行了研究,给出了稳零方案和电路,并说明了电路中各元件对稳零的影响以及元件的选择和计算方法.     

电容传感器新型微弱电容测量电路

基于电荷放大原理提出了一种新型的用于电容传感器的微弱电容测量电路。该电路具有较强的抗杂散电容性能 ;较好的解决了电子开关的电荷注入效应对测量分辨率的影响问题 ;该电路无需滤波器 ,基于该新型电路的电容数据采集系统可以达到很高的数据采集速度。试验测试表明该电路线性度好 ,灵敏度为 4 .8m V/f F,分辨率可达到 0 .5 f F。     

微机械电容式加速度计读出电路研究与设计

为了提高电容式MEMS加速度计测量精度,设计了一种应用于MEMS加速度计微弱信号读出电路。读出电路由T型阻容网络放大电路、模拟开关解调电路和四阶带通滤波电路组成,通过Multisim软件仿真分析各模块电路原理并确定影响读出电路的主要因素,进一步优化确定元器件最佳参数,最后制作出PCB电路板并开展实验测试,实验结果表明微弱信号检测准确率达90%以上,能很好满足电容式MEMS加速度计微弱信号检测要求,同时该读出电路具有尺寸小、易调节、易于ASIC集成等特点,在微机械仪表的微小电容检测中有较高的实用价值。     

小型化电容式压力传感器及变换器

介绍了一种新型结构的电容式压力敏感元件及其信号变换器,给出了敏感元件与变换器联合测试结果,并对变换器的工作原理作了较详尽的分析.非线性误差大是电容式压力传感器的主要误差,通过在变换电路上采用一种方法可以很好地解决这一问题.此方法具有非线性纠正能力强、调试方便的特点.该电路特点是精度高、分辨率高、动态响应快、低功耗.整机表现出很高的时间稳定性.     

厚膜混合集成电容式加速度计

设计了电容式加速度计的信号检测电路,与电容式加速度计敏感单元进行联调和测试,并进行了标定。为减小体积,提高电容式加速度计的检测精度,采用厚膜混合集成工艺,将检测电路和电容式加速度计敏感单元集成于一体,并进行了电路测试和性能测试。测试数据表明,其测试精度提高了一个数量级,线性度和温度特性均有很大的改善。     

一种电容式加速度传感器设计的研究

设计了一种惯性式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并对其作了特性分析,由给定的非线性误差可以求出质量块相对运动的最大量程.本设计具有电路结构简单,频率范围宽约为0～450HZ,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测量误差小等优点,并且通过实验验证了各项性能指标满足设计要求.     

基于负阻效应的高灵敏度电容传感器电路研究

电容传感器灵敏度较低,特别是在传感器本体的初始电容量较大、而测量过程中的增量电容量又较小时,系统的相对灵敏度常常会低至无法准确得出被测参数的变化情况.结合负阻效应逆转正电容的原理,对传感器的初始电容进行负向补偿以降低初始电容量,就能够以很低的电路成本实现系统分辨率与灵敏度的提高.     

用于超声波激发与检测的电容声换能器

介绍了一种用于激发与检测超声波的电容式换能器,并详细论述了这种非接触换能器的原理。将电介质薄膜置于试样与换能器之间,即提高了发射与接收效率,同时又保持了它的非接触特点。     

一种提高电容式力传感器线性度的结构设计

在MEMS电容式力传感器中,力被变换为电容的变化,再用电路检测电容的变化以反映力的信号。这种力-电容变换方式的一个缺点是在大量程下,由于电容变化量与极板位移之间的非线性,检测输出与被检测的力之间具有较为严重的非线性关系。本文提出一种用力-极板位移之间的非线性抵消极板位移-电容变化量之间的非线性的结构方式,用瑞利-里兹法计算了结构中具有"硬弹簧"特性的梁的受力与变形之间的非线性关系。实验结果表明,采用这种设计的结构非线性降低了约1/3。     

用电容传感器测试阻尼合金的音频内耗

本文介绍用电容传感器测试阻尼合金的音频内耗,设计了相应的机械结构,并对工程研究中的阻尼合金测试了温度谱.结果表明,此方法具有重复性好、灵敏度高、系统误差小和操作方便等优点.     

集成电容式传感器的理论模型研究

研究一种与CMOS工艺兼容的梳状电极结构电容式传感器,对其敏感电容的变化量进行理论推导,建立了一种简单的解析模型,并使用Ansys软件仿真验证。利用该解析模型能够直观的分析各种参数变化对敏感电容变化量的影响,对芯片设计、制作及测试等具有参考意义。     

用于柱层析的新型介电常数检测器研究

利用被分析/分离的有机化合物(溶质)与流动相(溶剂)的介电常数不同,则其浓度的变化将反映为溶液电容量的变化的特点,本文提出一种基于开关电容网络原理的微电容测量电路作为在线介电常数检测器.通过实验验证电路具有良好的灵敏度、线性度和温度稳定性.最后测量了多种有机溶液在不同浓度下的电容,表明电路输出电压与溶液浓度具有良好的线性关系.     

RF MEMS电容式开关结构层释放技术

研究了RF MEMS开关的制造工艺流程和聚酰亚胺牺牲层的去除工艺。在开关的设计和加工中采用在信号线两侧的地线上生长一层绝缘介质层,直流偏置线生成在绝缘介质层之上,与桥的锚点相连接,实现了交直流隔离。讨论了干法刻蚀和湿法刻蚀牺牲层技术。干法刻蚀容易造成绝缘介质层的刻蚀和损伤。采用湿法刻蚀结合临界点干燥技术,可以获得理想的微梁结构。通过测试,开关样品的下拉电压为34 V～40 V,下拉距离为(1.7±0.2)μm,满足设计要求。