小型化高精度數(shù)字式微機(jī)械加速度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)高精度電容式微機(jī)械加速度計(jì)成為微機(jī)械領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，成果也層出不窮。本論文旨在設(shè)計(jì)一款小型化高精度的數(shù)字式三軸加速度計(jì)，以滿足導(dǎo)航、航空航天等高端領(lǐng)域的應(yīng)用需求。
　　 論文首先調(diào)研了電容式微機(jī)械加速度計(jì)的研究進(jìn)展，介紹了電容式微機(jī)械加速度計(jì)的理論模型。然后對(duì)單路載波調(diào)制型電容檢測(cè)電路的噪聲、溫漂以及不對(duì)稱性進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，檢測(cè)電路的噪聲主要來(lái)源于電容電壓轉(zhuǎn)換電路，電路的不對(duì)稱性不會(huì)影響系統(tǒng)線性度，但是增加了額外

2、輸出偏置，并且當(dāng)不對(duì)稱性較大時(shí)會(huì)影響輸出噪聲。
　　 論文還對(duì)敏感元件的非理想特性進(jìn)行了分析，包括鋁電極間寄生電容對(duì)噪聲的惡化，非歐姆接觸對(duì)溫漂的惡化以及交叉耦合效應(yīng)對(duì)加速度檢測(cè)和電容和檢測(cè)的影響。
　　 在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了小型化高精度數(shù)字式三軸加速度計(jì)。分析了降低采樣率的影響；優(yōu)化了數(shù)字解調(diào)方法；對(duì)四種溫度補(bǔ)償電路進(jìn)行了比較，并且設(shè)計(jì)了基于體電阻的溫度補(bǔ)償方案。對(duì)小型化加速度計(jì)的測(cè)試表明，整機(jī)功耗小于400mW，1.5