微機(jī)械電容式加速度計(jì)的系統(tǒng)分析.pdf

1、利用MEMS技術(shù)生產(chǎn)的微機(jī)械電容式加速度計(jì)具有制作工藝簡單、溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好、阻尼系數(shù)容易控制等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)其進(jìn)行研究具有重要的理論意義及應(yīng)用價(jià)值。 本文根據(jù)微機(jī)械電容式加速度計(jì)的工作原理，經(jīng)過分析建立了其力學(xué)模型，給出了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程，進(jìn)而給出了其動(dòng)態(tài)控制模型。綜合比較了三種類型電容加速度計(jì)的特點(diǎn)，并根據(jù)各種梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，通過分析比較，得出了折疊梁支撐的體硅加工定齒偏置梳齒結(jié)構(gòu)為電容加速度計(jì)的最

2、優(yōu)結(jié)構(gòu)。以定齒偏置梳齒閉環(huán)電容加速度計(jì)為例，設(shè)計(jì)了該加速度計(jì)的電容檢測(cè)電路；對(duì)它的靜電剛度、量程、穩(wěn)定性、分辨率、躁聲與阻尼特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明為了提高精度，擴(kuò)大加速度計(jì)的量程，只有當(dāng)閉環(huán)加速度計(jì)的偏置電壓采用正負(fù)配置時(shí)才可能使靜電力產(chǎn)生負(fù)反饋效應(yīng)；而且偏置電壓的設(shè)置要適當(dāng)，才能滿足量程和穩(wěn)定性的要求；采取必要的措施減小機(jī)械躁聲可以提高分辨率；加速度計(jì)的阻尼可以通過調(diào)整閉環(huán)電路的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。本文的研究為微機(jī)械電容加速度計(jì)的進(jìn)