一、微机械加速度计的分析与测试（论文文献综述）
姚俊杰[1]（2021）在《微光机电加速度计关键技术研究》文中指出加速度计作为重要的惯性元件之一,广泛应用于工业生产、科学研究、现代军事、社会生活中。其中,微光机电加速度计作为微机械加速度计的下一代产品,符合高精度、小型化、芯片式的未来发展趋势,是国内外惯性传感器的研究热点。本文针对现有微光机电加速度计方案不能同时兼顾高精度、大动态范围、小型化的应用需求,结合微纳光子技术和微机械加工技术,开展微光机电加速度计关键技术研究,突破了现有加速度传感器在精度和体积尺寸上的技术限制,实现加速度传感器的高精度、小型化、芯片式,具有重要的科学意义和实际应用价值。本文的主要研究内容包括:（1）提出了基于迈克尔逊干涉仪结构的微光机电加速度计的总体方案,基于微光机电加速度计的基础理论,开展了加速度计传感链路的理论分析,建立了加速度计灵敏度、谐振频率的理论模型;从光的偏振和干涉原理出发,基于相干矩阵和琼斯矩阵,建立了宽谱光源条件下加速度计的偏振相关误差模型,验证了全偏振迈克尔逊干涉仪检测系统测量加速度的可行性。仿真分析表明,在加速度计敏感单元尺寸为7.5×3×0.42mm3,检测精度为10-7rad的条件下,该加速度计具有10-7g级的分辨率,量程范围大于±100g,动态范围大于93dB。该方案满足了加速度计高精度、大动态范围、小型化的应用需求。（2）开展了微光机电加速度计的工艺研究,提出了将硅衬底铌酸锂薄膜作为加速度计芯片材料的技术方案,结合硅和铌酸锂材料的各自优势,通过微纳光子技术和微机械加工技术,研制了加速度计芯片,实现了偏振控制器、相位调制器、迈克尔逊干涉仪传感光路、敏感单元微结构一体化单片集成,有效解决了传感光路的偏振控制问题,抑制了干涉系统的偏振相关误差。仿真分析表明,干涉仪光路的偏振消光比为80dB时,干涉系统的偏振相关误差为10-8 rad量级。（3）针对微光机电加速度计耦合封装小型化问题,基于耦合模理论,设计并制备了用于微光机电加速度计的紧凑型模斑转换器,有效降低了加速度计的耦合损耗,解决了加速度计耦合封装小型化的问题。（4）搭建了原理样机的信号调制解调和采集系统,完成了微光机电加速度计的性能测试工作,测试系统采用双闭环回路进行反馈控制和反馈回路增益误差的实时监控与补偿,降低微光机电加速度计因环境温度变化带来的漂移,实验制备得到加速度计原理样机的尺寸大小为20×4×0.42mm3,灵敏度为1.01rad/g,等效加速度噪声密度为10-6g.Hz-1/2量级,机械谐振频率约为400Hz。
陈海涛[2]（2020）在《基于ARM的电容式加速度计PWM闭环反馈接口电路研究》文中提出采用MEMS技术制成的加速度计具有体积小、集成度高、可靠性高等优点而获得广泛的关注和研究。本文针对采用MEMS技术制成的三明治加速度计的接口电路进行了研究,提出了基于ARM的电容式加速度计脉冲宽度调制信号（PWM）闭环反馈接口电路。本文的研究工作主要包括以下内容:1、针对三明治式电容加速度计的物理模型和电学模型进行了研究和分析,理解了差分电容加速度计的检测原理。在此基础上对比分析了三明治电容加速度计开环检测接口电路和闭环检测接口电路。2、分析了闭环反馈三明治加速度计的整体系统模型,然后对三明治加速度计的闭环力反馈模型进行了分析;接着基于SIMULINK工具创建了电容式加速度计PWM闭环反馈接口电路的仿真模型,得到了比较理想的仿真结果,验证了方案的可行性。3、设计和制作了电容式加速度计PWM闭环反馈接口电路,其主要由电容电压变换电路、采样保持电路、基于ARMCortex-M3内核的STM32微控制器模块和反馈控制回路组成,并通过PID控制算法进行了反馈控制。4、对设计制作的PCB板级电路进行了测试。该电容式加速度计闭环接口电路的输出形式为不同占空比的PWM波以及滤波后的直流电压,它输出的PWM占空比变化量为1 6.9%/g,灵敏度为1.05V/g。
严与星[3]（2020）在《隧穿型石墨烯MEMS加速度计研究》文中研究说明隧穿型加速度计都有很高灵敏度,但是隧穿结局部电流过大,一般的隧穿结材料容易发生电迁移现象,导致隧穿型加速度计的灵敏度越来越低,大大降低了隧穿型加速度计的实际工作性能。本文利用石墨烯材料则可以有效的避免电迁移现象的产生,根据石墨烯的工艺特点,结合具体情况设计了六种石墨烯悬臂的结构形式。通过对质量块的尺寸和悬臂结构的设计,可以大大提高隧穿型石墨烯MEMS加速度计的灵敏度。利用仿真软件COMSOL对石墨烯的六种结构形式进行设计与仿真分析,根据隧穿型加速度计的工作原理,提出了六种石墨烯悬臂的常用结构,分别是单边单悬臂、单边双悬臂、单边“S”型双悬臂、双边单悬臂、双边双悬臂、双边“S”型双悬臂。石墨烯悬臂的模态进行了较为详细的分析,得出了六种石墨烯悬臂的前六阶特征频率与振型图。对所设计的六种石墨烯悬臂的弧长随惯性力作用下的变化进行仿真。由于石墨烯悬臂主要是用来感应加速度变化的,因此需要先研究石墨烯悬臂与惯性力对应关系。本文仿真出了石墨烯悬臂随惯性力的弧长变化情况。单边悬臂和双边悬臂不管在弧长的变化形式,还是在位移量的变化程度上都有各自的特点,但是单纯的石墨烯悬臂对加速度的敏感程度不是很高。因此本文特地加入了石墨烯悬臂与金材料的质量块结合后的情况分析,通过仿真结果可以发现质量块可以大幅提高加速度计的灵敏度。对石墨烯悬臂与驱动电压的影响关系进行研究。我发现石墨烯材料对驱动电压非常敏感,很小的电压都可以导致石墨烯很大的形变,石墨烯悬臂实际工作情况时可以抬高石墨烯悬臂与驱动电极之间的距离。对所得的仿真结果进行了对应的拟合分析,得出了一些经验公式的参数。对加速度计进行固体力学和静电场的多物理场耦合分析。由于加速度计实际工作环境是惯性力与驱动电压的耦合作用,所以本文对加速度进行了固体力学和静电场的多物理耦合仿真分析并结合实验室已有的设备设计了加速度计的测试平台,并且为所设计的测试平台编写了对应的信号读取代码。
黄荣玉[4]（2018）在《谐振—力平衡电容式三轴加速度计检测电路研制》文中提出微机械加速度计具有体积小、重量轻、低成本、批量生产等优点,在汽车、通信、生物医学、航空、航天等领域具有十分广阔的应用前景。高性能微机械加速度计已经成为微传感器领域研究热点之一。针对目前微型三轴加速度计检测机理单一的现状,课题组提出一种基于谐振-力平衡电容复合检测机理的体微机械单质量块三轴加速度计结构。采用谐振梁检测面内X/Y轴加速度,采用力平衡模式的差动电容检测机理检测Z轴加速度。质量块的重心位于支撑梁的中性面内,减小了面内加速度引起的质量块翻转,从而使加速度计具有较小的交叉轴灵敏度。本论文主要工作是研制该三轴加速度计的检测电路、建立加速度计的检测系统,并测试性能参数。在之前的工作基础上重点开展下述两个方面的研究工作:（1）为了实现对谐振梁谐振频率的精确检测,设计一种基于FPGA的周期自调整频率计,并使用角度旋转台和标准振动台测试了面内加速度检测的灵敏度和交叉灵敏度。（2）采用PI校正方法优化系统的频率特性,通过力反馈环节将电信号转换为力信号加载到质量块上,使电容检测系统工作在闭环力平衡状态。在此基础上建立了Z轴加速度的电容检测系统的数学模型,使用Simulink软件对系统的开环特性与闭环特性进行了仿真分析。研制出Z轴加速度的电容检测电路。使用重力场翻转法测试了开环和闭环状态下电容检测系统的灵敏度。
杜洁慧[5]（2018）在《高精度微机械电容式加速度计温度补偿与闭环系统优化研究》文中研究表明微机械加速度计是一种基于硅微加工技术的用于测量加速度信息的惯性传感器,有着尺寸小、功耗低、与集成电路兼容性好、易于批量生产等优点,目前已广泛应用于民用和军用的各种领域。本论文主要围绕高精度电容式微机械加速度计工程化中的实时在线温度补偿与闭环系统参数优化展开研究:针对加速度计零偏随温度漂移的现象,提出了一种基于加速度计谐振频率信息的实时温度补偿方案;以降低加速度计功耗为目标,设计并实现了基于环形二极管电容检测的单板模拟型电路方案;设计了加速度计的幅频和相频特性的自动测试系统,能快速标定加速度计的开环特性,并在此基础上进行闭环系统优化。主要工作内容及成果包括以下几个方面:1)从工程应用的角度,分析并比较了双路载波调制型及环形二极管解调型两种电容检测方案各自的优缺点,并对两种方案分别进行了小型化电路实现以及测试比较。采用环形二极管检测的单板模拟型开环加速度计,与原双路载波调制型开环加速度计相比,电路形式更为简单,功耗降低了 85%以上,目前的噪声和稳定性最优指标为单位带宽噪声等效加速度12.6 μg/√Hz,偏置不稳定性5.9μg;2)提出了 一种基于加速度计谐振频率的实时温度补偿方案,该方案在加速度计环路中加入额外的锁相环实时监测加速度计的谐振频率从而获得加速度计的温度信息,并利用该信息对加速度计的输出零偏进行实时补偿。测试结果表明补偿算法使得加速度计的零偏温度一次项系数从3.54 mg/℃降低至0.05 mg/℃。Allan方差分析显示,补偿方案显着地降低了曲线中的温度斜坡,加速度斜坡分量从补偿前的35 μg降低至2.4μg,且系统的偏置不稳定性低至1.6 μg;3)针对微机械加工误差导致加速度计的动力学参数存在较大波动而使得单个加速度计的力平衡闭环参数需要人工调校的情况,设计了加速度计动力学参数的自动扫频测试方案,快速获得加速度计的开环传递函数特性,为以后加速度计的批量校调与快速闭环打下基础。在扫频测试的基础上,在基于环形二极管检测方案的加速度计系统中进行开环特性分析与闭环研究,理论开环参数与实测特性的吻合度非常高,并据此有针对性地设计出优化开环传递函数零极点的PI控制器进行闭环控制。闭环优化过程中加速度计的闭环带宽设计值为37 Hz,实际的闭环特性同样利用自动扫频方案进行测试,实测带宽37.2 Hz。
韩丹丹[6]（2018）在《高精度微光学加速度计的温度特性研究》文中研究指明微机械（Micro-electro-mechanical Systems,MEMS）加速度计有体积小、能耗低、便于集成等优点,被广泛用于医疗、惯导、地震监测、汽车安全等领域。传统的MEMS加速度计易受到电磁干扰,并且灵敏度较低,限制了其应用范围。融合光学检测和MEMS技术的 MOEMS（Micro-optical-electro-mechanical Systems）加速度计,具有测量精度高,不易受电磁干扰的优势,受到广泛关注。但MOEMS加速度计与MEMS加速度计类似,同样易受到温度的影响,因而降低其性能参数。本文对MOEMS加速度计的温度性能进行了详细的仿真分析和实验测试,并对高精度光学检测单元的封装热应力进行了研究,设计了合理的封装结构,有望提高加速度计的温度稳定性。本文首先介绍了微加速度计的工作原理,并概括了 MEMS和MOEMS加速度计的国内外研究现状以及各自的优缺点。同时还详细介绍了目前微加速度计温度特性的研究现状。之后介绍了基于光栅干涉的MOEMS加速度计工作原理。对MOEMS加速度计的微机械结构部分进行温度分析和建模,并详细分析了硅的弹性模量温度系数和热膨胀系数对加速度计标度因数（灵敏度）温漂和零位温漂的影响,为未来对MOEMS加速度计系统进行温度补偿做铺垫。搭建了准静态温度特性测试的实验环境,并对分立的MOEMS加速度计系统的准静态温度性能进行测试和分析。根据实验结果可以得出此系统处于分立状态时受温度影响较大。针对准静态温度性能测试的结果,提出将加速度计的高精度光学检测单元进行封装,并利用ANSYS有限元分析软件从封装基底以及粘接胶的材料参数和尺寸等角度分析了MOEMS加速度计的封装热应力。根据分析结果采用陶瓷基底和贴片红胶对微机械结构和光栅进行合理封装设计,仿真封装后的光学检测单元,结果表明通过合理的封装可以使温度对封装后的结构的影响降低到原来的6.4%,提高了加速度计的温度稳定性。最后本文对目前所完成的工作进行总结,并对未来的工作和发展方向提出展望。
王一[7]（2017）在《蝶翼式微加速度计ASIC设计》文中提出微加速度计在MEMS传感器中最具代表性的意义。其中,扭摆式微加速度计因其具有差分检测的特点被广泛关注。蝶翼式微加速度计采用“双扭摆”的结构,具有―双差分‖的优势,是一种很有发展潜力的电容式微加速度计。本文针对蝶翼式微加速度计敏感结构,设计其专用集成电路（ASIC）。主要工作如下:1.在分析蝶翼式微加速度计机械结构的工作原理的基础上,总结出了被测外界加速度a与各极板电容变化（35）C之间的关系,并给出了敏感结构的电学模型;提出了“开关电容C/V转换+开环检测”的蝶翼式微加速度计ASIC电路总体方案。2.在开关电容C/V转换电路设计中,提出了基于“差分开关电容检测”的具有“共模输入反馈”和―偏值电容补偿‖的全差分C/V转换电路结构。设计了用于C/V转换的具有“增益增强”的“折叠式共源共栅（Folded Cascode）”运算放大器。运算放大器的开环增益是0A（28）121dB,带宽GBW（28）14.8MHz,相位裕度85°,转换速率为3.5V/?s,所设计的C/V转换增益为10V/pF,输入参考噪声密度为0.83?V/Hz。3.设计了C/V输出后的信号采样电路和开关电容滤波器;对ASIC必须用到的辅助电路,包括电路基准源产生电路、时钟产生电路,进行了简要介绍;完成了基于0.6?m CMOS工艺ASIC的布线（Layout）。4.完成了ASIC样品芯片的初步测试。芯片静态测试表明,C/V转换增益大约为10V/pF,基本符合设计要求;与蝶翼式微加速度计机械结构样品的联合测试表明,芯片功能正常,样品的标度因数为318.8 mV/g,较PCB板有所提升,偏值稳定性为0.484mg,与原PCB电路的性能相当。综上所述,本文首次完成了针对特定的蝶翼式加速度机械敏感结构的ASIC芯片,实现了加速度计的基本功能,基本达到了设计目标。
占瞻[8]（2017）在《基于正交双环结构的强并联共耦微机械陀螺仪研究》文中进行了进一步梳理现有发展和研究的微机械陀螺仪可分为线振动和环振动两类,前者具有大哥氏敏感质量占比、驱/检模态运动易解耦的高灵敏特点,而后者对加速度/振动、温度等外界环境干扰具有固有免疫特性。对此,本文提出了一种利用并联双环结构将四个正交布置的线振动陀螺模态进行强关联的共耦微机械陀螺仪,以期构建出一类线振动模态和环振动模态共存的全新耦合形式,从而使陀螺仪达到同时兼备高精度与强环境鲁棒性的高性能特征。因而,本文针对该类多质耦合陀螺仪结构的设计理论及优化准则、结构方案与参数设计、敏感芯片制备、真空封装及芯片性能分析等一系列关键问题开展了研究,主要工作内容如下:1)根据经典微机械陀螺仪敏感理论,利用结构简化模型分析了耦合陀螺仪的机械灵敏度及其特点。基于热弹性力学和振动学相关理论,对耦合陀螺仪品质因数进行研究,确定了低热弹性阻尼和低寄生模态能量泄漏的结构优化准则。利用噪声溯源的分析思想,探究了耦合机构引入对陀螺仪噪声响应行为的影响规律,明确了耦合陀螺仪关键结构参数与角速度随机游走间的理论关系。分析了陀螺仪对于加速度/振动干扰的响应行为,分别从寄/主模态刚度差异和多质空间布置形式入手,提出了耦合陀螺仪抗加速度/振动性能的强化设计准则。2)基于力学与振动学相关理论,揭示了本文提出的该类环形并联共耦形式陀螺结构具有“共模振动硬化、差模振动柔化”的刚度特征,并还对工艺误差导致耦合多质模态振幅不对称的现象具有极佳的调节能力。根据所提出的低热弹阻尼结构优化准则,综合刚度、工艺容忍度等多维指标,确定了最佳优化尺寸。利用有限元仿真以及数值分析,分别就耦合陀螺仪的谐振频率/振型、哥氏敏感性能和角速度随机游走等主要性能进行了计算,并从差分免疫效果、共模响应位移、恒载频率漂移特性等方面,验证了耦合陀螺仪的抗加速度/振动性能。利用热力学相关理论,结合有限元仿真分析,确定了耦合陀螺仪频率、品质因数的温度漂移特性。3)制备了基于SOG（Silicon-on-Glass）形式的陀螺仪敏感芯片。针对敏感芯片结构上硅/玻璃错层且电极外置的特点,制定了基于SOG盖帽的真空封装方案。重点就多层阳极键合、深槽玻璃腐蚀、通孔互联制备三项真空封装关键工艺进行研究,获取了工艺的最优参数范围。4)搭建了具有真空腔室以及差分输入/输出的振动特性测试系统,采用扫频法表征了敏感芯片的驱/检模态频率/振型、品质因数、振幅非线性以及幅/相频对称度等陀螺结构振动特性参数,并分析了测试数据与理论设计间的偏差原因。设计并搭建了基于数字锁相放大器的哥氏效应敏感系统,对敏感芯片灵敏度、零位偏置、抗加速度/振动以及温度漂移等性能进行初步测试,为正交双环耦合陀螺仪进一步优化设计提供了数据基础。
魏振楠[9]（2016）在《视觉惯性及卫星组合导航系统研究》文中研究说明近年来,低成本微机械惯性导航系统在消费电子领域,特别是在旋翼式飞行器、相机稳定平台、虚拟现实及增强现实设备中得到了越来越广泛的应用。为了满足市场需求,实现低成本微机械陀螺仪的批量化生产,现阶段市场中微机械惯性器件的主要材料为硅。但硅基微机械惯性器件的输出噪声大,零偏易受环境温度影响,故而由其构成的导航系统仅能提供姿态信息,无法给出定位测速信息。卫星导航系统与单目视觉导航系统则分别能在室外与室内完成定位测速任务,但受导航系统尺寸等因素限制,无法进行姿态测量。本文以低成本微机械惯性、卫星及视觉导航系统为基础,设计组合导航算法,实现室内及室外环境的组合导航系统。本文的主要研究内容和取得的成果概述如下:1.建立姿态估计系统坐标系,推导坐标变换关系;推导微机械惯性器件输出模型,并结合该模型给出利用三轴转台进行标度因数、零偏以及安装误差矩阵的标定方法;结合离散扩展卡尔曼滤波器原理,以姿态四元数为状态变量,姿态角为观测值设计姿态估计算法;设计并完成微机械姿态估计及卫星定位系统硬件及软件,并给出系统测试结果。2.建立单目视觉定位系统坐标系,推导坐标变换关系;推导相机模型并给出标定方法;结合OpenCV及ArUco,给出平面编码标识物的识别和校验方法;设计相机位置、姿态估计算法,结合实际硬件完成视觉定位系统,并给出系统测试结果。3.根据低成本导航系统特性,提出统一组合导航滤波器模型,并以该模型为基础,设计实现了微机械惯性卫星组合导航系统、微机械惯性视觉组合导航系统和微机械惯性卫星视觉组合导航系统,并分别对各系统进行了静态或动态测试。4.根据微机械惯性传感器输出模型,结合相应姿态估计算法,实现硬件仿真系统;利用微机械姿态估计及卫星定位系统和视觉定位系统,在所设计的实验方法指导下,采集原始数据,并根据设计完成的组合导航算法,利用计算机进行数据处理,分析算法性能。
李丹[10]（2015）在《高精度电容式微机械加速度计零点偏置与温度特性的研究》文中提出微机电系统是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术。硅微加速度传感器作为微机械器件中的一个重要分支,具有响应快、灵敏度高、精度高、小型化、应用性广、能耗低等优点,目前已受到国内外广泛关注。零点偏置是衡量微加速度计动态特性的重要指标,其受到电容检测电路和敏感元件结构两部分的影响。温度是影响微加速度计的主要环境因素,降低系统温漂有利于提高微加速度计的检测精度和稳定性,扩大微加速度计的应用范围。本论文以零点偏置和温漂为出发点对电容式微机械加速度计进行研究。利用静电力的作用来减小系统的零偏,优化了系统的其他性能。同时设计了基于MEMS寄生电阻的温度补偿方案,降低了系统的温漂。本论文的主要创新性工作及成果包括以下三个方面：（1）对调制型电容式微机械加速度计系统中的主要零偏来源进行了分析,其中主要包括检测电路的不对称性、解调方法以及敏感元件的初始电容差等。（2）设计了基于静电力的初始电容补偿方案,以减小敏感元件的初始电容差。测试结果表明,经过静电力补偿之后,系统的零偏稳定性由0.2617mg降低到了0.2333mg,零偏温度灵敏度从0.4175mg/℃减小到0.3094mg/℃,零偏重复性由2.7197mg减小到了1.8727mg。（3）设计了一种基于MEMS寄生电阻的温度补偿方案,该方案不需要额外的补偿电路,减小了电路的面积。测试结果表明,基于静电力补偿的加速度计系统在经过温度补偿之后,系统的零偏稳定性由0.2333mg降低到了0.1423mg,零偏温度灵敏度从0.3094mg/℃减小到0.1202mg/℃。
二、微机械加速度计的分析与测试（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微机械加速度计的分析与测试（论文提纲范文）
（1）微光机电加速度计关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 微光机电加速度计的研究现状 |
| 1.3 研究内容及创新性工作 |
| 2 微光机电加速度计的基础理论 |
| 2.1 光的偏振和干涉相关理论 |
| 2.2 硅衬底铌酸锂薄膜 |
| 2.3 晶体的光弹效应与应力应变效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 微光机电加速度计系统方案 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.3 偏振误差建模与仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微光机电加速度计传感光路设计与制备 |
| 4.1 LNOI质子交换波导设计与制备 |
| 4.2 LNOI质子交换波导端面反射镜制备 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 微光机电加速度计微加工技术与耦合封装小型化 |
| 5.1 敏感单元微结构加工 |
| 5.2 微光机电加速度计耦合封装小型化 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 微光机电加速度计信号检测与性能测试 |
| 6.1 系统搭建 |
| 6.2 信号的检测与误差补偿 |
| 6.3 样机性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 本文完成的工作 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
（2）基于ARM的电容式加速度计PWM闭环反馈接口电路研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 电容式加速度计国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 2 电容式加速度计的检测原理 |
| 2.1 电容式加速度计物理模型分析 |
| 2.2 电容式加速度计电学模型分析 |
| 2.3 开环接口电路与闭环接口电路 |
| 2.3.1 开环检测接口电路 |
| 2.3.2 闭环检测接口电路 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 数字闭环反馈加速度计分析与仿真 |
| 3.1 数字闭环反馈加速度计的理论模型 |
| 3.1.1. 数字闭环反馈加速度计整体系统分析 |
| 3.1.2. 数字闭环反馈加速度计静电力反馈结构分析 |
| 3.2 噪声分析 |
| 3.2.1 机械热噪声 |
| 3.2.2 电路噪声 |
| 3.3 SIMULINK仿真模型分析 |
| 3.3.1 数字反馈加速度计仿真模型介绍和分析 |
| 3.3.2 仿真结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 电容式加速度计接口电路设计与测试分析 |
| 4.1 整体电路概述 |
| 4.2 电路单元设计 |
| 4.2.1 电容电压变换电路 |
| 4.2.2 采样保持电路 |
| 4.2.3 反馈控制回路 |
| 4.3 程序设计 |
| 4.3.1 电压采集 |
| 4.3.2 PID控制算法 |
| 4.4 测试分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
（3）隧穿型石墨烯MEMS加速度计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题的意义 |
| 1.2 国内外MEMS加速度计的研究进展 |
| 1.2.1 国外MEMS加速度计的研究进展 |
| 1.2.2 国内MEMS加速度计的研究进展 |
| 1.3 MEMS加速度计加工工艺的概述 |
| 1.4 石墨烯在隧穿型加速度计制作中的应用 |
| 1.5 本文的工作介绍 |
| 第2章 隧穿型石墨烯MEMS加速度计的建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多物理仿真软件COMSOL的简介 |
| 2.3 隧穿型加速度计的工作原理 |
| 2.4 隧穿型石墨烯MEMS加速度计的工艺介绍 |
| 2.4.1 掩膜板图案的设计 |
| 2.4.2 电极制作的工艺流程图 |
| 2.5 隧穿型石墨烯MEMS加速度计的结构设计 |
| 2.5.1 仿真模型的结构设计 |
| 2.5.2 参数化模型的材料属性设置 |
| 2.5.3 网格划分 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 石墨烯悬臂的理论模型与仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 悬臂的理论分析 |
| 3.2.1 单端固定悬臂 |
| 3.2.2 双端固定悬臂 |
| 3.3 理论模型总结 |
| 3.4 石墨烯悬臂的模态分析 |
| 3.4.1 单边单悬臂的前六阶振型 |
| 3.4.2 单边双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.3 单边“S”型双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.4 双边单悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.5 双边双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.4.6 双边“S”型双悬臂的前六阶振型图 |
| 3.5 物理场对悬臂挠度的影响 |
| 3.5.1 加速度对对悬臂挠度的影响 |
| 3.5.2 驱动电压对悬臂挠度的影响 |
| 3.5.3 惯性力与驱动电压耦合对悬臂挠度的影响 |
| 3.6 石墨烯结构的仿真总结 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 真空控温探针测试平台的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测试平台的设计思路 |
| 4.3 测试平台的结构设计与搭建 |
| 4.4 加速度计信号的通信和数据处理 |
| 4.4.1 加速度计信号读取和传输 |
| 4.4.2 MATLAB读取程序的编写 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）谐振—力平衡电容式三轴加速度计检测电路研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 MEMS加速度计概述 |
| 1.2 谐振式加速度计研究现状 |
| 1.3 电容式加速度计研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 谐振－力平衡三轴加速度计结构与工作原理 |
| 2.1 谐振－力平衡三轴加速度计结构 |
| 2.2 面内加速度的谐振检测机理 |
| 2.2.1 谐振梁的激励和检测方式 |
| 2.2.2 面内加速度谐振检测系统的工作原理 |
| 2.3 Z轴加速度电容检测系统的工作机理 |
| 2.3.1 Z轴加速度电容检测系统力学模型 |
| 2.3.2 Z轴加速度电容检测系统位移-电容数学模型 |
| 2.3.3 工作在力平衡状态下的电容检测系统工作原理 |
| 2.3.4 阻尼分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 面内加速度谐振检测系统的性能测试 |
| 3.1 闭环谐振自激电路 |
| 3.2 FPGA频率计 |
| 3.3 面内加速度谐振检测系统的性能测试 |
| 3.3.1 谐振梁谐振特性测试 |
| 3.3.2 旋转分度台检测系统 |
| 3.3.3 振动台检测系统 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Z轴加速度电容检测系统的测试电路研制与性能测试 |
| 4.1 Z轴加速度电容检测系统闭环检测电路的实现方法 |
| 4.2 Z轴加速度电容检测系统的闭环检测电路设计 |
| 4.2.1 力反馈方式选择 |
| 4.2.2 MS3110微小电容检测芯片工作原理与应用 |
| 4.2.3 差分放大电路 |
| 4.2.4 校正电路 |
| 4.2.5 力反馈电路 |
| 4.3 Z轴加速度电容检测系统仿真 |
| 4.3.1 Z轴加速度电容检测系统的开环Simulink仿真 |
| 4.3.2 Z轴加速度电容检测系统的闭环Simulink仿真 |
| 4.4 Z轴加速度电容检测系统性能测试 |
| 4.4.1 MS3110微小电容检测芯片功能测试 |
| 4.4.2 开环频率特性测试 |
| 4.4.3 Z轴加速度电容检测系统开环测试 |
| 4.4.4 Z轴加速度电容检测系统闭环测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（5）高精度微机械电容式加速度计温度补偿与闭环系统优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1.绪论 |
| 1.1 微机械加速度计概述 |
| 1.1.1 微机械加速度计的定义及特点 |
| 1.1.2 微机械加速度计的分类 |
| 1.2 微机械加速度计的工作原理和性能指标 |
| 1.2.1 加速度计动力学模型 |
| 1.2.2 微机械加速度计的性能指标 |
| 1.2.3 Allan方差 |
| 1.3 微机械加速度计温度补偿技术综述 |
| 1.4 微机械加速度计闭环技术综述 |
| 1.4.1 两种主流闭环方式的比较 |
| 1.4.2 两种主流闭环方式的实际应用 |
| 1.5 论文的意义及主要工作 |
| 2.闭环电容式微机械加速度计的原理及系统电路 |
| 2.1 微机械加速度计的系统结构 |
| 2.2 变面积电容式加速度计器件结构 |
| 2.3 力平衡反馈电路 |
| 2.4 两种电容检测电路及系统实现 |
| 2.4.1 双路载波调制型CV电路及其系统 |
| 2.4.2 环形二极管解调型CV电路及其系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.一种实时的闭环电容式加速度计温度补偿方案 |
| 3.1 基于谐振频率的实时温度补偿方案原理 |
| 3.2 谐振状态下加速度计的Simulink仿真结果 |
| 3.3 温度补偿算法的实测结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.基于环形二极管检测方案的加速度计闭环研究 |
| 4.1 加速度计系统的闭环特性理论建模 |
| 4.2 加速度计系统的开环特性测量方法 |
| 4.3 两种PI校正电路的设计 |
| 4.3.1 控制系统中典型环节的频率特性 |
| 4.3.2 一级PI校正电路 |
| 4.3.3 二级PI校正电路 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.基于环形二极管检测方案的加速度计系统测试与分析 |
| 5.1 加速度计闭环带宽测试 |
| 5.2 加速度计开环线性度与零偏测试 |
| 5.3 加速度计闭环线性度与零偏测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（6）高精度微光学加速度计的温度特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微加速度传感器简介 |
| 1.2 MEMS和MOEMS加速度计研究现状 |
| 1.3 MEMS加速度计温度特性的研究现状 |
| 1.4 本文的研究目标及内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 MOEMS加速度计系统介绍 |
| 2.1 MOEMS加速度计工作原理 |
| 2.2 MOEMS加速度计系统结构 |
| 3 MOEMS加速度计微机械结构的温度特性分析 |
| 3.1 MOEMS加速度计微机械结构的温度模型建立 |
| 3.2 MOEMS加速度计的标度因数温漂和零位温漂分析 |
| 3.2.1 弹性模量的温度系数对MOEMS加速度计温度性能的影响 |
| 3.2.2 热膨胀系数对MOEMS加速度计温度性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 MOEMS加速度计分立系统的准静态温度特性测试 |
| 4.1 准静态温度特性测试装置 |
| 4.1.1 静态测试平台 |
| 4.1.2 温度控制系统 |
| 4.2 准静态温度特性测试结果与数据分析 |
| 4.2.1 静态实验测试与分析 |
| 4.2.2 转台翻滚实验测试与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 封装对MOEMS加速度计的温度稳定性影响 |
| 5.1 基底对MOEMS加速度计封装热应力的影响 |
| 5.2 粘接胶对MOEMS加速度计封装热应力的影响 |
| 5.2.1 粘接胶的弹性模量对封装热应力的影响 |
| 5.2.2 粘接胶的热膨胀系数对封装热应力的影响 |
| 5.2.3 粘接胶厚度对封装热应力的影响 |
| 5.3 封装结构设计与仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及硕士期间主要研究成果 |
（7）蝶翼式微加速度计ASIC设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 MEMS微加速度计 |
| 1.1.1 微加速度计的背景及应用 |
| 1.1.2 微加速度计的分类 |
| 1.1.3 微加速度计接口电路的意义 |
| 1.2 MEMS微加速度计接口电路研究进展及现状 |
| 1.2.1 国外研究进展及现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本实验室加速度计研究情况 |
| 1.3.1 研究成果 |
| 1.3.2 本论文研究目的及意义 |
| 1.4 本文主要工作内容 |
| 第二章 蝶翼式微加速度计模型及电容检测电路方案 |
| 2.1 蝶翼式微加速度计的工作原理 |
| 2.1.1 电容式加速度计等效机械模型 |
| 2.1.2 电容加速度计电容检测原理 |
| 2.1.3 蝶翼式微加速度计机械电容等效 |
| 2.2 电容/电压(C/V)转换方案 |
| 2.2.1 连续时间C/V转换电路 |
| 2.2.2 离散时间C/V转换电路 |
| 2.3 蝶翼式微加速度计检测方案选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 蝶翼式微加速度计接口电容检测 |
| 3.1 开关电容C/V转换电路具体实现 |
| 3.1.1 差分开关电容电路 |
| 3.1.2 输入共模反馈 |
| 3.1.3 补偿电容 |
| 3.1.4 开关电容电路具体结构 |
| 3.2 高性能运算放大器设计 |
| 3.2.1 运算放大器参数指标 |
| 3.2.2 运算放大器参数设计 |
| 3.2.3 折叠式共源共栅放大器 |
| 3.2.4 增益增强型运算放大器 |
| 3.3 电容检测电路仿真 |
| 3.3.1 运算放大器仿真 |
| 3.3.2 开关电容C/V转换电路仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统其他模块电路 |
| 4.1 信号处理电路 |
| 4.1.1 模拟滤波电路 |
| 4.1.2 开关电容滤波电路 |
| 4.2 系统基础电路 |
| 4.2.1 参考源 |
| 4.2.2 两相非交叠时钟 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 系统仿真与测试 |
| 5.1 系统仿真 |
| 5.2 版图设计 |
| 5.3 蝶翼式微加速度计性能测试 |
| 5.3.1 测试平台及系统 |
| 5.3.2 ASIC芯片电路测试 |
| 5.3.3 蝶翼式微加速度计系统测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）基于正交双环结构的强并联共耦微机械陀螺仪研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 微机械陀螺仪关键技术的研究现状及其发展趋势 |
| 1.2.1 微机械陀螺仪的精度优化技术 |
| 1.2.2 微机械陀螺仪的抗加速度/振动技术 |
| 1.2.3 微机械陀螺仪的温漂抑制技术 |
| 1.3 多质耦合陀螺仪特征与问题分析 |
| 1.3.1 差分式双质耦合陀螺仪 |
| 1.3.2 全差分平衡模态耦合陀螺仪 |
| 1.3.3 耦合陀螺仪目前存在的问题 |
| 1.4 研究目标与主要研究内容 |
| 第二章 多质耦合陀螺仪的设计原理以及优化准则 |
| 2.1 耦合陀螺仪敏感原理分析 |
| 2.1.1 微陀螺仪敏感原理 |
| 2.1.2 耦合陀螺仪振动特性以及工作原理 |
| 2.1.3 耦合陀螺仪灵敏度分析 |
| 2.2 耦合陀螺仪品质因数的结构优化准则 |
| 2.2.1 热弹性阻尼结构优化准则 |
| 2.2.2 寄生模态能量泄漏及其结构优化准则 |
| 2.3 基于噪声溯源思想的耦合陀螺仪结构优化分析 |
| 2.3.1 Allan方差 |
| 2.3.2 噪声溯源分析与评价 |
| 2.3.3 耦合陀螺仪ARW优化准则 |
| 2.4 耦合陀螺仪抗加速度/振动性能的强化设计准则 |
| 2.4.1 陀螺仪加速度/振动响应行为研究 |
| 2.4.2 基于耦合机构的共模响应位移抑制法 |
| 2.4.3 驱/检模态频率恒载同步漂移法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 正交双环耦合陀螺仪设计与性能强化分析研究 |
| 3.1 正交双环耦合陀螺仪的提出及设计方案 |
| 3.1.1 并联共耦谐振器分析 |
| 3.1.2 正交双环耦合陀螺仪工作原理及结构方案 |
| 3.2 环形并联共耦形式的强关联特性分析与优化设计 |
| 3.2.1 环形耦合机构的主/寄模态刚度分析 |
| 3.2.2 环形并联共耦形式的λ_(工艺)调节能力分析 |
| 3.2.3 环形结构的热弹阻尼优化与设计 |
| 3.3 正交双环耦合陀螺仪参数设计 |
| 3.4 正交双环耦合陀螺仪抗加速度/振动性能强化分析 |
| 3.4.1 共模位移响应抑制性能分析 |
| 3.4.2 恒载频率同步漂移性能分析 |
| 3.4.3 自敏感加速度计设计 |
| 3.5 正交双环耦合陀螺仪振动特性的温度漂移分析 |
| 3.5.1 耦合陀螺仪频率的温度特性分析与设计 |
| 3.5.2 耦合陀螺仪品质因数的温度特性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 正交双环耦合陀螺仪敏感芯片制备 |
| 4.1 敏感芯片制备方案设计 |
| 4.2 敏感芯片硅层与玻璃层工艺 |
| 4.2.1 硅层工艺 |
| 4.2.2 玻璃层工艺 |
| 4.3 敏感芯片的组合片工艺 |
| 4.4.1 SOG片键合 |
| 4.4.2 SOG片减薄 |
| 4.4.3 结构硅层深硅刻蚀 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 正交双环耦合陀螺仪真空封装关键工艺研究 |
| 5.1 芯片真空封装方案设计 |
| 5.2 多层阳极键合工艺研究 |
| 5.2.1 多层阳极键合及跨层金属短路法 |
| 5.2.2 跨层金属短路法研究 |
| 5.2.3 键合条件对玻璃流变能力的影响研究 |
| 5.3 玻璃深槽腐蚀工艺研究 |
| 5.3.1 玻璃深槽腐蚀存在问题 |
| 5.3.2 玻璃深槽湿法腐蚀工艺优化 |
| 5.4 互连制备工艺研究 |
| 5.4.1 通孔互连特点与气浮沉积技术 |
| 5.4.2 基于气浮沉积的互连制备方案设计 |
| 5.4.3 气浮沉积结构的电学性能研究 |
| 5.4.4 基于气浮沉积工艺的通孔互连制备 |
| 5.5 正交双环耦合陀螺仪真空封装及问题分析 |
| 5.5.1 芯片真空封装及问题 |
| 5.5.2 真空封装工艺方案改进 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 正交双环耦合陀螺仪性能测试 |
| 6.1 振动特性测试与分析 |
| 6.1.1 扫频法测试原理及系统 |
| 6.1.2 频率及品质因数研究 |
| 6.1.3 驱动振动特征评价 |
| 6.1.4 驱/检模态运动耦合比 |
| 6.1.5 相关误差分析 |
| 6.2 哥氏效应测试与分析 |
| 6.2.1 测试原理与系统搭建 |
| 6.2.2 哥氏效应信号提取 |
| 6.2.3 灵敏度和零偏Allan方差分析 |
| 6.2.4 相关误差分析 |
| 6.3 正交双环耦合陀螺仪抗加速度/振动特性研究 |
| 6.3.1 共模抑制率和抗加速度/振动性能评价 |
| 6.3.2 自敏感加速度计性能测试 |
| 6.4 振动特性的温度漂移测试 |
| 6.4.1 频率随温度变化规律 |
| 6.4.2 品质因数随温度变化规律 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文研究工作的总结 |
| 7.2 主要的创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间科研成果 |
| 致谢 |
（9）视觉惯性及卫星组合导航系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微机械惯性器件 |
| 1.2.2 视觉导航 |
| 1.2.3 多信息组合导航 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 微机械姿态估计及卫星定位系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系定义及坐标变换关系 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 坐标变换关系 |
| 2.3 微机械惯性器件输出模型及标定方法 |
| 2.3.1 微机械陀螺仪输出模型 |
| 2.3.2 微机械陀螺仪标定方法 |
| 2.3.3 微机械加速度计输出模型 |
| 2.3.4 微机械加速度计标定方法 |
| 2.4 卡尔曼滤波与姿态估计算法 |
| 2.4.1 扩展卡尔曼滤波 |
| 2.4.2 姿态估计算法 |
| 2.5 卫星导航系统 |
| 2.6 微机械姿态估计及卫星定位系统设计与实现 |
| 2.6.1 系统硬件设计与实现 |
| 2.6.2 系统软件设计与实现 |
| 2.7 系统测试结果 |
| 2.7.1 微机械惯性器件标定结果 |
| 2.7.2 静态卫星导航测试结果 |
| 2.7.3 静态姿态估计测试结果 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 视觉导航系统设计及实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 坐标系定义及坐标变换关系 |
| 3.2.1 坐标系定义 |
| 3.2.2 坐标变换关系 |
| 3.3 单目相机模型及标定 |
| 3.3.1 小孔成像模型 |
| 3.3.2 单目相机标定原理及方法 |
| 3.4 视觉导航原理 |
| 3.4.1 标识物选取 |
| 3.4.2 标识物识别方法 |
| 3.4.3 相机位置姿态估计算法 |
| 3.5 系统测试结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 视觉惯性及卫星组合导航算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 统一组合导航滤波器模型 |
| 4.2.1 状态变量及观测变量选取 |
| 4.2.2 位置速度加速度估计算法 |
| 4.2.3 组合姿态估计算法 |
| 4.3 微机械惯性卫星组合导航系统算法 |
| 4.3.1 组合导航滤波器 |
| 4.3.2 观测信息来源 |
| 4.4 微机械惯性视觉组合导航系统算法 |
| 4.4.1 组合导航滤波器 |
| 4.4.2 观测信息来源 |
| 4.5 微机械惯性卫星及视觉组合导航系统算法 |
| 4.5.1 空间坐标系统一 |
| 4.5.2 组合导航滤波器 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 组合导航系统仿真及测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微机械姿态估计系统仿真 |
| 5.2.1 仿真模型 |
| 5.2.2 仿真测试及结果 |
| 5.3 微机械惯性卫星组合导航系统测试结果 |
| 5.4 微机械惯性视觉组合导航系统测试结果 |
| 5.5 微机械惯性卫星及视觉组合导航系统测试结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）高精度电容式微机械加速度计零点偏置与温度特性的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目次 |
| 1 绪论 |
| 1.1 微机械传感器概述 |
| 1.1.1 微机械加速度计的定义 |
| 1.1.2 微机械加速度计的分类 |
| 1.1.3 微机械加速度计的应用 |
| 1.2 电容式微机械加速度计的工作原理 |
| 1.3 微机械加速度计的零偏特性概述 |
| 1.4 微机械加速度计的温度特性概述 |
| 1.5 论文的主要工作及意义 |
| 2 电容式微机械加速度计原理与零偏影响因素分析 |
| 2.1 电容检测电路的结构与分析 |
| 2.1.1 调制解调型电容检测电路结构 |
| 2.1.2 载波产生模块 |
| 2.1.3 电容电压转换模块 |
| 2.1.4 数字解调模块 |
| 2.2 加速度计表头的结构与分析 |
| 2.2.1 变面积平行板电容结构 |
| 2.2.2 初始电容差对加速度计系统的影响 |
| 2.3 小结 |
| 3 系统温度特性的研究 |
| 3.1 温度补偿方案分析 |
| 3.2 电容检测电路分析 |
| 3.3 数字解调部分分析 |
| 3.4 温度对检测电路增益和相移的影响分析 |
| 3.5 初始电容差对检测电路增益和相移的影响分析 |
| 3.6 加速度信号对检测电路增益和相移的影响分析 |
| 3.7 基于MEMS寄生电阻的温度补偿 |
| 3.7.1 工作原理 |
| 3.7.2 温度灵敏度测试 |
| 3.7.3 稳定性测试 |
| 3.8 小结 |
| 4 静电力减小零偏方案的提出以及在系统中的实现 |
| 4.1 静电力在微结构中的作用 |
| 4.1.1 静电力的产生 |
| 4.1.2 静电力对变面积式电容加速度计的作用 |
| 4.2 静电力减小零偏方法的实现 |
| 4.2.1 减小零偏的方法 |
| 4.2.2 静电力减小零偏 |
| 4.3 系统中的实现 |
| 4.3.1 电路系统及结构设计 |
| 4.3.2 电源管理模块设计 |
| 4.3.3 FPGA及数字电路设计 |
| 4.3.4 CV电路设计 |
| 4.3.5 AD/DA模块设计 |
| 4.4 小结 |
| 5 系统测试与数据分析 |
| 5.1 表头关键参数的提取 |
| 5.2 初始电容差在静电力作用下的变化情况 |
| 5.3 测试环境的影响 |
| 5.4 零偏温度灵敏度测试 |
| 5.5 零偏稳定性测试 |
| 5.6 零偏重复性测试 |
| 5.7 系统噪声测试 |
| 5.8 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
四、微机械加速度计的分析与测试（论文参考文献）
- [1]微光机电加速度计关键技术研究[D]. 姚俊杰. 浙江大学, 2021(01)
- [2]基于ARM的电容式加速度计PWM闭环反馈接口电路研究[D]. 陈海涛. 浙江大学, 2020(02)
- [3]隧穿型石墨烯MEMS加速度计研究[D]. 严与星. 哈尔滨工业大学, 2020
- [4]谐振—力平衡电容式三轴加速度计检测电路研制[D]. 黄荣玉. 中国计量大学, 2018(01)
- [5]高精度微机械电容式加速度计温度补偿与闭环系统优化研究[D]. 杜洁慧. 浙江大学, 2018(01)
- [6]高精度微光学加速度计的温度特性研究[D]. 韩丹丹. 浙江大学, 2018(04)
- [7]蝶翼式微加速度计ASIC设计[D]. 王一. 国防科技大学, 2017(02)
- [8]基于正交双环结构的强并联共耦微机械陀螺仪研究[D]. 占瞻. 厦门大学, 2017(02)
- [9]视觉惯性及卫星组合导航系统研究[D]. 魏振楠. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [10]高精度电容式微机械加速度计零点偏置与温度特性的研究[D]. 李丹. 浙江大学, 2015(05)