MEMS惯性传感器技术的误差补偿及可靠性研究

文章基于MEMS惯性传感器中加速度计与陀螺仪的基本工作原理,采用建立误差模型的方法,对MEMS惯性待感器的系统误差和随机误差进行误差补偿方法的相关研究;根据涵盖了绝大部分针对环境失效机理的可靠性试验项目MIL-STD-883进行MEMS惯性传感器的可靠性研究,同时总结相应的可靠性试验研究方法,并对未来的发展趋势提出几点浅见。     

一种新型的基于滑膜阻尼的电容式双向MEMS惯性传感器

设计了一个新型的结构完全对称的双向MEMS电容式惯性传感器.该传感器主要由可动质量块、栅形条、支撑梁、连接梁、阻尼调整梳齿组成.设计的结构采用变电容面积的检测方式,在降低空气阻尼的同时也降低了对DRIE工艺的要求,并通过加大测试信号电压来降低电路噪声,从而提高传感器的分辨率.用有限元工具ANSYS详细讨论了传感器的参数和性能,并模拟验证了设计的双向传感器的交叉效应近似为零.制作了滑膜阻尼测试器件,在大气压下,测得的品质因子可达514,验证了该结构设计可以提高传感器的分辨率和该工艺设计的可行性.     

高度集成的精密MEMS惯性传感器ADIS16135和ADIS16385

涉及平台稳定、导航或精密测量与诊断的工业系统设计都有赖于多路传感器输入。在存在冲击、振动且温度变化非常大的极端环境中，依赖多种类型的传感器或冗余传感器来补偿环境不稳定性是常见做法，但这会增加系统的复杂度和成本，因此系统设计工程师正面临越来越大的压力，要求其在现有及新应用中做出改善。     

倾斜梳齿的MEMS电容式传感器惯性脉冲响应特性研究

 DRIE(Deep Reactive Ion Etching)工艺加工的高深宽比梳齿电容不能保证绝对平行.本文在考虑低真空空气阻尼力的同时,研究了梳齿电容倾斜的MEMS传感器对脉冲惯性信号的响应,并分析了DRIE工艺因素对器件性能的影响.研究结果表明,当传感器为没有静电力反馈的双边电容结构时,梳齿电容的不平行对传感器的响应位移、惯性脉冲响应线性度范围影响明显,且随着封装真空度增加而加重.若传感器有静电力反馈,惯性脉冲响应的灵敏度降低,但DRIE工艺因素的影响程度降低.为了抑制DRIE工艺导致的梳齿电容不平行因素的影响,文中还设计了一个新型的变电容面积的MEMS惯性传感器,并用ANSYS初步分析了其性能,设计了其详细的制作工艺流程.     

硅微机械惯性传感器技术及其应用

本文简述了MEMS技术及微机械传感器的技术含义，着重对硅微机械惯性传感器原理及研制硅微机械惯性传感器的关键技术进行描述，为开展硅微机械惯性传感器研究及应用作技术准备及必要的思考。     

惯性传感器的发展趋势

概述惯性传感器的主要发展趋势－－固态化、微型化和低成本民用化。     

惯性MEMS传感器在输电线舞动状态监测中的优化设计与应用

六轴惯性MEMS传感器可以对输电线的舞动状态进行监测,以保证输电线路的安全和稳定。通过传感器的加速度和角速度参数,利用算法求解,可以辨识获得输电线的运动状态。对输电线的舞动姿态求解算法进行优化,利用改进的Mahony滤波姿态算法,结合时域-频域积分的方式,对于舞动参数的计算更为精确。利用实验条件对所提方法进行验证,考虑在不同状态下的舞动参数辨识,从实验结果上可以看到,对于舞动幅度和舞动频率的辨识误差均低于输电线路工作需要,最大幅度误差约为4%,频率误差低于0.03 Hz,可以满足舞动状态的检测需求。     

汽车安全系统设计挑战加大：MEMS惯性传感器保驾护航

MEMS惯性传感器已被广泛用于汽车安全系统中,例如碰撞测试及后续气囊展开的加速计.伴随与日俱增的应用需求,它们所启动的系统变得更为复杂,在信号处理、电源管理、诊断及通讯方面也要应对更大的挑战.本文将介绍这些传感器应用于车辆控制系统的相关整合技术.     

一种新型的基于滑膜阻尼的电容式双向MEMS惯性传感器

设计了一个新型的结构完全对称的双向MEMS电容式惯性传感器.该传感器主要由可动质量块、栅形条、支撑梁、连接梁、阻尼调整梳齿组成.设计的结构采用变电容面积的检测方式,在降低空气阻尼的同时也降低了对DRIE工艺的要求,并通过加大测试信号电压来降低电路噪声,从而提高传感器的分辨率.用有限元工具ANSYS详细讨论了传感器的参数和性能,并模拟验证了设计的双向传感器的交叉效应近似为零.制作了滑膜阻尼测试器件,在大气压下,测得的品质因子可达514,验证了该结构设计可以提高传感器的分辨率和该工艺设计的可行性.     

利用MEMS惯性感测技术实现应用变革

虽然MEMS（微电子机械系统）技术被用于安全气囊和汽车压力传感器领域已有二十年左右,但却是任天堂Wii^TM和苹果iPhone^TM的热销使人们更广泛地了解惯性传感器的用途,这些产品使用了基于运动感测技术的用户界面。     

采用惯性MEMS开发高精度导航系统

惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还有水下。该系统通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。本文介绍了采用惯性MEMS开发的具有成本效益的高精度导航系统。     

惯性传感器在体育运动中的应用探究

随着传感器技术的发展,传感器向着体积微型化、无线网络化、集成化与多功能化、智能化的方面发展,同时传感器技术在体育运动中的应用也越来越多。本文分析了惯性传感器的定义分类、惯性传感器的工作原理及数据分析,并分析了其在体育运动中的应用。     

ADI公司推出业界最紧凑的高性能MEMS惯性测量单元

Analog Devices,Inc．（ADI）最近在其iSensor运动传感器产品系列中新增两款高度集成的精密MEMS（微机电系统）惯性传感器ADIS16334和ADIS16375,可以帮助工业和医疗设备制造商更轻松地实现运动捕获和控制功能。     

基于MEMS惯性传感器时域特征的人体行为识别

提出了一种基于微机电系统(MEMS)惯性传感器组合系统的高精度实时人体行为识别算法。算法选取一个2 s的滑动时间窗作为特征提取窗口,提取惯性传感器组合系统输出的时域特征作为特征参量,采用基于平衡决策树的支持向量机对人体不同行为模式进行分类识别。在实验室自主研发的可穿戴智能终端平台上进行测试,结果表明,在识别时间缩短到2 s/次的条件下,对5种行走类行为模式和5种非行走类行为模式的识别率均可达88%。与现有算法相比,该算法的实时性和精度得到明显提高,且拓展了模式识别的种类。     

MEMS惯性传感器在控制系统中的应用研究

MEMS惯性传感器作为工业应用领用新兴的应用元件,不论在商业、工业还是军工应用上都有着广阔的应用.文中给出了几种MEMS的在不同领域内的应用范例,并解析了相应的原理,并从一款较常用的MEMS入手提出了对相应领域内的解决思路.     

MEMS惯性传感器可靠性试验方法研究

MEMS惯性传感器在军事与商业应用中的一个主要问题便是可靠性试验方法尚未标准化,因而目前绝大多数MEMS惯性传感器器件的可靠性试验依据的是傲电子的试验标准。但是,这些标准对于这类器件的适用性却受到许多机构的质疑,国外关于该问题的研究也已起步。汇总了MEMS惯性传感器器件的结构和工作原理等信息,重点总结了该类器件的典型环境失效机理,并将典型的环境载荷情况与失效机理进行了对比分析：从现有的微电子可靠性试验标准中选取了针对不同环境失效机理的试验方法。并对其适用性问题进行了讨论。     

一个新型的大检测电容结构的MEMS惯性传感器研究

A novel MEMS inertial sensor with enhanced sensing capacitors is developed. The designed fabricated process of the sensor is a deep RIE process, which can increase the mass of the seismic to reduce the mechanical noise, and the designed capacitance sensing method is changing the capacitance area, which can reduce the air damping between the sensing capacitor plates and reduce the requirement for the DRIE process precision, and reduce the electronic noise by increasing the sensing voltage to improve the resolution. The design and simulation are also verified by using the FEM tool ANSYS. The simulated results show that the transverse sensitivity of the sensor is approximately equal to zero. Finally, the fabricated process based on silicon-glass bonding and the preliminary test results of the device for testing grid capacitors and the novel inertial sensor are presented. The testing quality factor of the testing device based on the slide-film damping effect is 514, which shows that the enhanced capacitors can reduce mechanical noise. The preliminary testing result of the sensitivity is 0.492pf/g.     

MEMS传感器让手机控制更加随心所欲

在手机上用手指敲击一下即可关闭铃声,晃动一下就能变换图片,这些应用听起来有些不可思议,但有了MEMS传感器,这样的场景很快我们都会在生活中看到。