文档介绍：MEMS加速度计
Monday, November 13, 2017
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应用领域
机械特性检测
土木结构状态监测
汽车
机器人
自动化
地震记录
汽车
结构主动控制
卫星导航
武器制导
玩具
……
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加速度计的精度与价格
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MEMS加速度计的特点
尺寸小
重量轻
成本低
易集成
功耗小
……
据专家预测,MEMS加速度计在不久的将来有可能独占中低精度的加速度计市场的潜力。
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基本原理
质量块运动方程
无阻尼固有频率
拉氏变换得传递函数的幅值和相位分别为
阻尼比
品质因子
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基本原理
传递函数幅值
由图可见,为提高灵敏度,需要降低固有频率。
降低固有频率有两个方案:降低刚度或增大质量。
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基本原理
在单位阶跃加速度
作用下的响应为
由图可见,对于开环加速度传感器,为提高响应速度,传感器应该具有较大的阻尼比(即小品质因子)。
若采用力反馈控制,由于相对位移基本被控制在零位,可以采用小阻尼或大品质因子。
其中
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加速度计的性能指标
量程
灵敏度:
降低刚度
增加质量
动态范围
提高加速度计的固有频率,但这与提高灵敏度有矛盾。
反应时间
提高固有频率
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工作原理
压阻式
压电式
电容式
谐振式
隧穿式
热对流式
……
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半导体的压阻效应(piezoresistivity)
电阻
为电阻率
取,得
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