对称体微机械电容加速度传感器的结构设计

描述了一种用无掩各向异性腐蚀技术制造以称体微机械梁，质量块加速度传感器的结构，由于梁在质量块中心对称位置上，在结构上的消除了加速度传感器的横向灵敏度效应，在对四梁结构及悬臂梁结构加速度计灵敏度及固有频率进行分析的基础上，用灵敏度－频率积取优值的方法进行了加速计的结构参数优化，采用了一种新颖的微力微痊移天平测试方法。初步测量了加速度计结构的静态特性。     

一种高量程压阻式加速度计的静态测试方法

介绍了一种简单而有效的天平方法来检测高量程微机械加速度传感器芯片的静态特性。设计了和种新结构，上面带有压敏电阻，用该方法测量到的静态特性和理论结果比较，两者基本一致，芯片的静态输出特性在测量限20000g(g为重力加速度）内呈直线，非线性为1%左右，合于平板型高量程压阻式加速度传感器芯片封装前进行抽样检测。     

高冲击加速度传感器横向效应及装配方式所致测试误差

针对高冲击测试只校准加速度传感器而忽略其安装方式所致测试误差,分析高冲击加速度传感器灵敏度横向效应产生原因与测试仪整体力学模型。通过Hopkinson杆冲击实验装置对传感器每轴横向效应实验分析,利用ANSYS软件分析测试仪在冲击加速度载荷20000 g时结构响应。结果表明,测试仪结构发生振动时传感器装配方式所致测试误差不可忽略。     

微型静电悬浮Z向加速度计的计算机模拟

本工作针对一种新型的电容式力平衡加速度计－微型静电悬浮Ｚ向加速度进行了计算机模拟。模拟中的Ｚ向加速度计拟采用微机械加工技术在硅片上制作，利用静电悬浮原理平衡质量块，感应加速度并输出信号。计算机模拟分析了加速度计的悬浮特性，稳定特性，响应特性。对Ｃ－Ｆ转换电路的输出特性也进行了分析，该电路可用ＣＭＯＳ工艺集成在加速度传感器的周围。模拟结果表明该加速度计的悬浮特性，稳定特性，响应特性。对Ｃ－Ｆ转换电路     

工艺特性对二维微加速度传感器性能的影响

工艺特性在很大程度上决定了MEMS器件最终的功能特性.本文针对自主设计的二维微加速度传感器,在概念设计阶段定量分析了工艺特性对传感器性能的影响,主要包括质量偏心、梁加工误差、结构对称性、非平行效应等.结果表明:质量偏心会引起角位移变化,但对主轴刚度无影响,传感器不会有输出;在现有工艺条件下,可忽略梁厚误差的影响,但需严格控制梁宽误差;各种不对称方案对传感器主轴刚度和横向灵敏度的影响程度不同,不对称方案对横向灵敏度的影响随着不对称性的加剧而增大;非平行效应使得在相同外载荷作用下敏感轴向位移减小,但静态灵敏度却有所增加.     

分立标定中捷联惯导标定参数间的关联性影响

光学捷联惯导误差随时间积累,分立式标定作为一种误差补偿技术,是提高惯导精度的必要手段。惯导标定参数主要有标度因数、安装偏角、零偏,文章在阐述IMU标定原理的基础上,推导了标定过程中参数误差的传播途径,理论分析了标定参数之间的关联性影响,得到以下结果:零偏重复性误差对标度因数和安装偏角的标定无影响;标度因数非线性和重复性误差对安装偏角和零偏的标定无影响;零偏稳定性误差对标定因数和安装偏角的标定有影响;陀螺的角度随机游走对陀螺三个标定参数均有影响;加速度计的随机噪声对加速度计的三个标定参数均有影响;陀螺的标度因数不对称性对陀螺的安装偏角和零偏的标定有影响;安装偏角重复性误差对陀螺的零偏标定有影响而对标度因数标度无影响,对加速度计的标度因数和零偏的标定无影响。结论对于惯导系统性能评估、误差分配和器件设备选型具有重要意义。     

低量程高线性压阻式微机械加速度传感器

介绍了一种低量程高线性压阻式微机械加速度传感器的设计、工艺制作和封装 ,还较详细地介绍了静态和动态特性的测量和结果。为提高灵敏度,传感器采用悬臂梁结构。本文对结构的固有横向效应进行了计算,结果表明此种结构的三种横向效应主要是由于质量块（岛）质心偏离梁中平面,沿梁伸展方向（ x向）惯性力分量产生的弯矩所致。提出了调整上下盖板与中间质量块之间的气隙改善器件频响特性的方法。报道的压阻式微机械加速度传感器量程± 1g(g为重力加速度 ), 线性度优于 0.05％,灵敏度约 1mV/gV,阻尼比 0.7,带宽 110Hz。     

谐振加速度计的非线性分析

描述了谐振加速度计的工作原理，分析表明，谐振加速度计的特征参量FS是设计谐振加速度计的理论基础；频率相对变化量与梁的厚度无关，增加频率的相对变化量也同时增加了输出信号的非线性度．对由激励振幅产生的谐振传感器非线性特性进行了理论分析，指出振幅Am和非线性因子γ-起构成了类谐振子的非线性项，为了避免谐振器的非线性特性，要求谐振传感器激励振动的振幅不宜过大。     

振动加速度传感器的自激振荡消除方法研究

为解决振动加速度传感器在实际使用中容易产生干扰及自激振荡等突发问题,在设计的加速度计检测电路基础上,通过建立数学模型分析产生自激振荡的原因,并结合具体的应用背景,采用了RC滞后补偿法,改善高频特性和通频带.电路经改进后,电路的抗干扰性能得到很大的改善,振动加速度传感器呈现出良好的加速度信号.     

三轴向振动加速度校准系统的研究

从振动环境的振源多向性和加速度矢量的基本理论入手,通过分析单向和三向加速度计的灵敏度矩阵形式,提出三维振动激励系统可较为真实地模拟被测传感器的典型应用环境.因此只有使用三维振动加速度校准系统才能实现三向加速度计灵敏度和单向加速度计横向灵敏度的精确校准.探讨了研制三维振动校准激励系统的技术关键.     

Testing Transverse Sensitivity of Linear Single-Axis Pendulous Accelerometer with Double Turntable Centrifuge

Current ISO standard methods for testing transverse sensitivity of accelerometers are vibration-based. They have difficulties in producing low-frequency vibration for various reasons. This paper introduces a double turntable centrifuge (DTC) to test the accelerometer transverse sensitivity at low frequencies (from 0.01 to 10 Hz). The proposed method can avoid limitations of traditional vibration-based schemes for transverse sensitivity test. In this paper, a theoretical analysis of the method is followed by a presentation of the experimental set-up, and the measurement procedure of a linear single-axis pendulous accelerometer. According to the theoretical analysis and experimental results, it is practicable to test the low-frequency transverse sensitivity with a DTC. The method proposed here can test accelerometer transverse sensitivity at low-frequency with large amplitudes (up to 700 m/s²), and directly measure the angle of the transverse sensitivity with high resolution. It can be a supplement to the standard methods for testing accelerometer transverse sensitivity at low-frequency.     

井巷掘进控制斜形炮孔钻孔精度的试验研究

井巷掘进爆破工程中，工作面按设计要求，布置各种斜形炮孔，利用量角器和垂直尺控制钎杆与工作面夹角，使炮孔钻孔精度与设计炮孔角度基本上符合，在生产中取得了良好的爆破效果．     

基于外差激光干涉法的三轴向振动绝对校准方法研究

与单轴向振动激励相比,三轴向标准振动台能够模拟被校三轴向加速度计的实际应用环境。利用三轴向标准振动台获取被校加速度计真实的空间响应特性,以实现被校加速度计的精确校准。立足于加速度矢量理论与三轴向加速度计的灵敏度矩阵模型,提出基于带通采样的外差激光干涉法的三轴向振动绝对校准方法,通过计算被校加速度计的灵敏度矩阵实现其校准。实验结果表明,该方法能够同时实现高精度的三轴向加速度计主轴与横向灵敏度的校准,有效地降低了校准时间与重复安装误差。     

新型三轴压阻式硅微加速度计的研究

微惯性系统以及其他高精密场合往往需要高精度三轴加速度计来检测三个垂直方向加速度矢量。针对类似需求,介绍了一种四边八梁结构式三轴压阻式硅微加速度计,利用硅衬底上单一质量块和惠斯通半桥结构可同时实现三个轴向上的加速度高精度测量。另外设计了微加速度计在高过载环境下的硅一玻璃防护结构和体硅加工工艺,并通过ANSYS仿真和试验验证了加速度计结构的合理性,还对微加速度计相关性能进行了测试,测试结果表明,该微加速度计具有较高的测量精度和较好的线性度,满足设计要求。     

一种基于人工鱼群算法的微机电系统加速度计静态修正方法

微机电系统加速度计是惯性跟踪系统的一部分,用来获得运动的位置信息。为了对运动姿态进行精确定位,必须对它的误差进行修正。根据加速度计误差来源和产生机理建立了误差模型,通过分析误差模型,提出了一种基于人工鱼群算法修正加速度计静态误差的方法,并与六位置测试法比较。前者在一定程度上降低了误差,提高了测量角精度,使微机电系统加速度计输出能够准确反映出真实值。     

基于椭球假设的三轴加速度计无依托校准方法

针对现有航姿测量系统三轴加速度计校准方法成本高、精度低以及现场校准能力不足的问题,本文提出了一种基于椭球假设的无依托现场校准方法.首先,根据传感器的灵敏度、偏置以及非正交耦合因素对加速度计的影响,建立了误差椭球校准模型.该模型将三轴加速度计的校准过程转化为将椭球面还原成圆球面的几何变换过程,使得校准参数由15个减少到9个,同时克服了部分非正交耦合参数难以辨识的问题.其次,构造了变权值似然目标函数,根据加速度计测量值的方差调整权值大小,从而降低了测量噪声对校准结果的影响.最后,运用粒子群优化(PSO)算法求解几何变换参数的最大似然估计值,并利用椭球校准模型对三轴加速度计进行校准.实验结果表明,采用椭球假设无依托现场校准方法不依赖外部辅助姿态信息,可在现场将航姿测量系统的倾角误差降低为校准前的1/5,满足了航姿系统的使用需求.     

陀螺加速度表在高精度三轴转台上的测试方法研究

本文提出了在三轴转台上标定陀螺加速度表的新方法,分离了加速度表外环轴的摩擦力矩及交叉加速度引起的交变力矩对加速度表精度的影响,通过新的加速度表输入轴不对准试验方法,减小了加速度表失调角,提高了加速度表标定精度。     

加速度计稳定性测试的补偿技术

介绍了加速度计稳定性的测量装置及方法。由于环境因素可以对稳定性测试产生影响,因此对加速度计的工作温度、基础水平倾角的影响进行了分析。通过研究加速度计温度误差模型,确定了建模方法。在稳定性试验中,使用高精度铂热电阻测量加速度计的工作温度,对加速度计的模型方程系数和输出进行温度补偿;使用地震前兆倾斜仪监测基础水平倾角变化,对加速度计零位输出进行补偿。     

数字舰炮随动系统精度测试分析

对数字舰炮随动系统跟踪精度的角差量测试方法及全角量测试方法进行了分析,并用典型的SDC(Synchro-to-Digital Conversion,同步机数字转换器,1700/2系列)模块,对角差量测试方法在MATLAB平台上进行了仿真试验,发现传统的角差量测量方法用于采用SDC模块的舰炮随动系统存在不可忽略的测量误差.提出了采用全角量测量方法,利用误差相消原理对舰炮随动系统输入信号进行变换、测量的方案,仿真试验结果表明:该方法可大大减小数字舰炮随动系统精度测试误差.     

直线导轨滚转角测量误差自校正方法

提出一种具有滚转角测量自动校正功能的五自由度运动误差测量系统,解决了平行双光束法在测量滚转角误差时受光束平行度影响较大的问题。介绍了平行双光束法测量五自由度运动误差的原理,建立了关于双光束平行度误差与滚转角测量误差间的模型,提出了基于双自准直单元的双光束平行度误差测量方法。实验结果表明:双光束之间存在15.4″的平行度误差时,可以将滚转角测量误差的残差由44″减小到2.7″。该校正方法有效提高了双光束测量滚转角的准确性,可用于直线导轨运动误差的在线监测。