MEMS加速度计硅摆微区感应加热键合技术研究 被引量：2

1

作者 刘鑫 张依依 +4 位作者 陈卓 陈亮 叶坤 王凌云 吴德志 《航空科学技术》 2025年第1期95-102,共8页

以微机械陀螺、光电加速度计为典型代表的高精度微机电系统(MEMS)导航器件因其微型化、智能化、高集成度以及可规模化制造等优点在航空航天等领域起着非常重要的作用。而光电加速度计的摆性对系统特性(如静态偏值和标度因素),甚至系统... 以微机械陀螺、光电加速度计为典型代表的高精度微机电系统(MEMS)导航器件因其微型化、智能化、高集成度以及可规模化制造等优点在航空航天等领域起着非常重要的作用。而光电加速度计的摆性对系统特性(如静态偏值和标度因素),甚至系统整体动态性能影响巨大。针对光电加速度计中硅摆由于胶黏结形变、材料匹配失衡所导致的静态偏值和温度滞环等问题,本文提出采用低温金属焊料的微区感应加热键合技术替代传统胶黏结,实现硅摆与基底的低温、高强度键合,克服胶黏结引入的蠕变迟滞和连接不稳定性缺陷。同时,研究了微区感应加热技术的尺度效应行为,明确了键合层的结构设计以及制造工艺,考察了键合工艺参数对焊料回流温度的影响。键合试验结果表明,硅摆与基底键合强度大于12MPa,大幅提升了硅摆连接稳定性,为加速度计硅摆高可靠稳定工作奠定了基础,提高了航空航天惯性导航及惯性制导系统的精度和工作寿命。 展开更多

关键词 微区感应加热键合 加速度计 连接稳定性 键合工艺

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微石英音叉陀螺角速度信号提取方法的研究 被引量：10

2

作者 王莹 孙雨南 +1 位作者 秦秉坤 崔芳 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期241-244,共4页

研究微石英音叉陀螺的工作原理和微弱角速度信号的提取方法 .从石英音叉陀螺敏感振动的近似动力学方程出发 ,推导了由哥氏惯性力引起的稳态和暂态振动信号以及陀螺检测输入角速度的灵敏度 ,并分析了材料各向异性与加工误差引起的正交误... 研究微石英音叉陀螺的工作原理和微弱角速度信号的提取方法 .从石英音叉陀螺敏感振动的近似动力学方程出发 ,推导了由哥氏惯性力引起的稳态和暂态振动信号以及陀螺检测输入角速度的灵敏度 ,并分析了材料各向异性与加工误差引起的正交误差信号特点 ,在此基础上分析了包含角速度信息的稳态信号与暂态信号、正交误差信号的差异 ,指出利用相关检测技术可在强背景噪声条件下提取出角速度信号 ,并通过数字仿真验证了角速度提取方案的可行性 . 展开更多

关键词 石英陀螺 哥氏力 信号处理 相关检测

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静电伺服微加速度计的量程设计 被引量：4

3

作者 何晓平 张德 文贵印 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期90-93,共4页

详细推导了静电伺服加速度计在定极板上施加直流偏压、交流驱动电压,动极板上有反馈直流电压和交流检测电压的情况下,检测质量(动极板)受到的静电力。通过对静电力的分析,得出静电伺服微加速度计的量程除了受系统能提供的最大静电力限制... 详细推导了静电伺服加速度计在定极板上施加直流偏压、交流驱动电压,动极板上有反馈直流电压和交流检测电压的情况下,检测质量(动极板)受到的静电力。通过对静电力的分析,得出静电伺服微加速度计的量程除了受系统能提供的最大静电力限制外,还需满足电刚度小于与机械刚度的条件,该电刚度是极板上所有的直流电压、交流电压产生的电刚度之和。离心实验证明,利用该原则设计的“叉指”结构静电伺服微加速度计的量程达到了设计值。该设计原则可以为此类加速度计的设计提供参考。 展开更多

关键词 静电伺服微加速度计 量程设计 电刚度 静电力 直流偏压 交流驱动电压 动极板 定极板

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微石英音叉陀螺的方波驱动及解调电路研究 被引量：7

4

作者 李志新 罗兵 郭理彬 《计算机测量与控制》 CSCD 2007年第5期613-615,共3页

在分析微石英音叉陀螺的工作原理及电学特性的基础上,对微石英音叉陀螺的驱动电路和微弱角速度信号的提取方法进行了研究;论证了方波驱动的可行性,提出了在自激驱动回路中加入移相环节,使微石英音叉陀螺的驱动振动频率等于其机械谐振频... 在分析微石英音叉陀螺的工作原理及电学特性的基础上,对微石英音叉陀螺的驱动电路和微弱角速度信号的提取方法进行了研究;论证了方波驱动的可行性,提出了在自激驱动回路中加入移相环节,使微石英音叉陀螺的驱动振动频率等于其机械谐振频率,分析了开关同步相敏解调在角速度信号的提取中的应用及其对噪声的抑制能力;设计并分析了一个用方波驱动微石英音叉陀螺,用开关同步相敏解调完成信号解调的电路,该电路结构简单,工作可靠,性价比高。 展开更多

关键词 石英音叉陀螺 自激驱动 同步相敏解调 哥式力

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加速度计温度模型的辨识 被引量：12

5

作者 王淑娟 黄显林 刘升才 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1997年第1期32-37,共6页

本文采用最小二乘估计和正交多项式拟合的方法，得到了石英挠性摆式加速度计（精度４×１０－５）模型系数随温度变化的规律，建立了２０℃—５０℃温度范围内加速度计的温度模型。应用该模型进行温度干扰补偿后，使模型辨识精度提... 本文采用最小二乘估计和正交多项式拟合的方法，得到了石英挠性摆式加速度计（精度４×１０－５）模型系数随温度变化的规律，建立了２０℃—５０℃温度范围内加速度计的温度模型。应用该模型进行温度干扰补偿后，使模型辨识精度提高一个数量级。通过大量的重复性试验证明了方法的正确性。 展开更多

关键词 加速度计 辨识

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微硅加速度传感器的动态特性补偿方法研究 被引量：4

6

作者 才海男 周兆英 +1 位作者 李勇 张文栋 《宇航计测技术》 CSCD 1998年第2期49-54,共6页

提出了一种用以扩展加速度传感器使用频率范围的动态特性补偿方法，其基本原理是根据加速度传感器的输入输出传递函数，构造出一个基于硬件的补偿网络，这个补偿网络的传递函数的零极点分别与加速度传感器的传递函数的极零点相抵消，从... 提出了一种用以扩展加速度传感器使用频率范围的动态特性补偿方法，其基本原理是根据加速度传感器的输入输出传递函数，构造出一个基于硬件的补偿网络，这个补偿网络的传递函数的零极点分别与加速度传感器的传递函数的极零点相抵消，从而使由加速度传感器输出的信号经过补偿环节后其动态特性得到补偿，扩展了加速度传感器的使用频带，同时并不要求加速度传感器处于临界阻尼状态。 展开更多

关键词 微硅加速度计 动态特性 补偿 加速度计 传感器

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微机械惯性仪表综述 被引量：9

7

作者 郭秀中 陈家斌 《测控技术》 CSCD 北大核心 1996年第2期6-10,共5页

介绍了当前国外微机械陀螺仪和微机械加速度计的典型方案，并对其工作原理进行了简要的分析。

关键词 惯性 传感器 微机械仪表 陀螺仪 加速度计

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加速度计1g重力场静态翻滚测试与误差分析 被引量：11

8

作者 王大千 张英敏 《机械与电子》 2009年第1期34-36,60,共4页

对加速计进行1g重力场静态翻滚测试,讨论测试系统的组成和分析测试过程,采用偕波分析法建立了加速度计的静态数学模型方程,从而标定加速度计的各项性能参数.通过对试验误差的分析,找出误差源.

关键词 加速度计 谐波分析法 误差分析

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空间用石英挠性加速度计摆片断裂特性研究 被引量：1

9

作者 贾翠红 薛大同 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2000年第1期53-57,共5页

空间用石英加速度计是以熔融石英玻璃经特种加工形成石英挠性摆作为主要结构。石英材料很脆， 石英加速度计在空间振动、冲击、高低温变化等恶劣环境下使用， 容易造成摆片挠性支撑处断裂。文章通过试验， 对其进行了断裂特性研究， 获... 空间用石英加速度计是以熔融石英玻璃经特种加工形成石英挠性摆作为主要结构。石英材料很脆， 石英加速度计在空间振动、冲击、高低温变化等恶劣环境下使用， 容易造成摆片挠性支撑处断裂。文章通过试验， 对其进行了断裂特性研究， 获得了一系列重要数据和结论， 可为空间用石英挠性加速度计的设计与应用提供参考。 展开更多

关键词 石英挠性加速度计 摆片 断裂试验 抗断裂能力

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微石英音叉陀螺感测电路研究 被引量：3

10

作者 李志新 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2010年第7期1523-1525,共3页

驱动电路和感测电路是微石英音叉陀螺(QRS)的两个重要组成部分;在了解QRS的基本工作原理及其电学特性的基础上,较为全面地分析了QRS输出信号的组成和特点,并根据输出信号的特点对QRS感测电路进行了研究,研究了拾取QRS感测叉指电荷信号... 驱动电路和感测电路是微石英音叉陀螺(QRS)的两个重要组成部分;在了解QRS的基本工作原理及其电学特性的基础上,较为全面地分析了QRS输出信号的组成和特点,并根据输出信号的特点对QRS感测电路进行了研究,研究了拾取QRS感测叉指电荷信号的电荷放大器及其优化设计方法,重点研究了提取角速度信息的同步相敏解调电路,并比较了基于模拟乘法器的同步相敏解调电路和基于电子开关的同步相敏解调电路的优缺点,最后讨论了感测电路印制电路板的低噪声设计。 展开更多

关键词 微石英音叉陀螺 同步相敏解调 电荷放大器

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微石英音叉陀螺等效阻抗的不稳定性研究 被引量：1

11

作者 李志新 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第4期567-569,共3页

在实验中发现.微石英音叉陀螺在自激振荡驱动回路中的等效阻抗随驱动电压幅值的变化而变化,具有不稳定性。在阐述微石英音叉陀螺基本工作原理及其模拟驱动电路设计基本原则的基础上,研究了微石英音叉陀螺等效阻抗的不稳定性对其模拟驱... 在实验中发现.微石英音叉陀螺在自激振荡驱动回路中的等效阻抗随驱动电压幅值的变化而变化,具有不稳定性。在阐述微石英音叉陀螺基本工作原理及其模拟驱动电路设计基本原则的基础上,研究了微石英音叉陀螺等效阻抗的不稳定性对其模拟驱动电路的影响,从一个侧面说明了现有实用的微石英音叉陀螺模拟驱动电路大多为方渡驱动电路的原因,以及模拟正弦波驱动电路的不可行性。 展开更多

关键词 微石英音叉陀螺 自激驱动 等效阻抗 不稳定性

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石英微陀螺的机械耦合问题研究 被引量：7

12

作者 谢立强 吴学忠 李圣怡 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期131-134,共4页

通过研究石英微陀螺的机械耦合误差,对理想和非理想陀螺进行了机械建模和分析,推导出了微陀螺的敏感输出信号和机械耦合的关系公式。通过仿真,讨论了机械耦合与陀螺各参数之间的关系和相互影响程度。

关键词 微机械陀螺 机械耦合 石英

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双框架硅微型机械振动陀螺仪鲁棒控制研究 被引量：3

13

作者 方玉明 李普 茅盘松 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期591-596,共6页

以内框驱动式双框架硅微型角振动机械陀螺仪为对象,建立了闭环力平衡控制模型,采用鲁棒H∞控制理论中的混合灵敏度法设计了鲁棒控制器。仿真结果表明,同开环微机械陀螺相比,通过合理选择加权函数设计出的鲁棒H∞控制器能使微机械陀螺对... 以内框驱动式双框架硅微型角振动机械陀螺仪为对象,建立了闭环力平衡控制模型,采用鲁棒H∞控制理论中的混合灵敏度法设计了鲁棒控制器。仿真结果表明,同开环微机械陀螺相比,通过合理选择加权函数设计出的鲁棒H∞控制器能使微机械陀螺对敏感轴固有频率摄动敏感性显著降低,微机械陀螺鲁棒性能显著提高。 展开更多

关键词 双框架微机械振动陀螺仪 力平衡控制 鲁棒H∞控制

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硅微型加速度计有限元模型与动态分析研究 被引量：2

14

作者 李明 周百令 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1999年第5期81-85,共5页

由于硅微型加速度计高动态性能和特殊的制造工艺，在设计阶段必须对其进行详细的结构动态分析．本文建立了微加速度计三维有限元模型，分析计算了其基本模态，研究了其瞬态响应和响应谱等动态特性．

关键词 硅 微型 加速度计 有限元 模态分析 动态分析

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石英微机械陀螺信号的数字解调 被引量：1

15

作者 苏永川 朱振忠 +3 位作者 赵治国 张锐 王清亮 李世国 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第2期164-165,共2页

分析了石英微机械陀螺的信号模型。为实现灵活的参数调整、改善陀螺的性能和进行误差补偿,提出并实现了一种用于石英微机械陀螺的数字解调系统。该系统通过对陀螺输出信号和驱动信号进行数字化,并采用定点数字信号处理器(DSP)进行解调运... 分析了石英微机械陀螺的信号模型。为实现灵活的参数调整、改善陀螺的性能和进行误差补偿,提出并实现了一种用于石英微机械陀螺的数字解调系统。该系统通过对陀螺输出信号和驱动信号进行数字化,并采用定点数字信号处理器(DSP)进行解调运算,实现了对石英微机械陀螺角速度信号的检测。 展开更多

关键词 微机械陀螺 信号模型 数字解调

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磁悬浮式加速度计前期研究 被引量：1

16

作者 练斌 叶凌云 黄添添 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第7期70-72,87,共4页

为设计新型的小型高精度磁悬浮式加速度计,利用仿真软件对自制超顺磁性加速度计悬浮体在外磁场中所受的磁力进行仿真,并通过悬浮实验测试超顺磁性加速度计悬浮体在常温常压下的悬浮性能。仿真结果表明:超顺磁性加速度计悬浮体在外磁场... 为设计新型的小型高精度磁悬浮式加速度计,利用仿真软件对自制超顺磁性加速度计悬浮体在外磁场中所受的磁力进行仿真,并通过悬浮实验测试超顺磁性加速度计悬浮体在常温常压下的悬浮性能。仿真结果表明:超顺磁性加速度计悬浮体在外磁场中所受的磁力完全受外磁场控制。悬浮实验表明:当外磁场强度合适时,超顺磁性加速度计悬浮体可在常温常压下实现悬浮。实验表明:新型超顺磁性加速度计悬浮体适用于设计小型高精度磁悬浮式加速度计。 展开更多

关键词 加速度计 超顺磁性 悬浮体 磁力

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加速度计力矩器设计 被引量：4

17

作者 熊磊 张朋好 +1 位作者 杨中柳 田阳 《计测技术》 2008年第2期16-17,20,共3页

介绍了永磁式力矩器的工作原理,对力矩器磁路计算进行了推导,介绍了提高磁性材料稳定性的方法,说明了力矩器磁温补偿的原理和方法。

关键词 加速度计 力矩器 磁路

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基础振动影响下微g加速度计静态数学模型辨识 被引量：1

18

作者 赵君辙 杨国军 孟芳 《计测技术》 2006年第2期21-23,共3页

以从俄罗斯引进的低频微g加速度计校准装置为基础,分析了基础振动对微g加速度计校准结果的影响,给出了消除基础振动噪声的方法及在该种情况下加速度计静态数学模型的辨识方法。

关键词 基础振动 微g加速度计 模型辨识

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三明治结构大量程MEMS惯性伺服加速度计研究

19

作者 陈宇晓 文贵印 刘昌孝 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2004年第4期38-41,51,共5页

良好稳定性和大量程设计一直是困扰微惯性加速度计研制的两个难题,文中对影响微加速度计稳定性的主要因素(外置偏压和横向加速度干扰)进行了详细分析,对加速度计各参数对量程的本质影响及其相互关系进行了研究,理论分析和计算机仿真结... 良好稳定性和大量程设计一直是困扰微惯性加速度计研制的两个难题,文中对影响微加速度计稳定性的主要因素(外置偏压和横向加速度干扰)进行了详细分析,对加速度计各参数对量程的本质影响及其相互关系进行了研究,理论分析和计算机仿真结果表明:根据给出的四梁中心悬臂结构,在典型结构参数下,惯性敏感单元可承受的最大横向加速度达 2 000g 以上,采取质量块减薄和打孔并用的方法可以保证加速度计具有 70 g 以上量程。 展开更多

关键词 微机械加速度计 四梁中心悬臂结构 三明治结构

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用离心机校准加速度计 被引量：1

20

作者 于治会 《上海航天》 1999年第5期57-58,共2页

介绍了校准加速度计的几种方法：地球重力校准法、负载校准法和离心机校准法。着重说明了离心校准法的基本原理、误差分析，以及注意事项和可达到的精确度。

关键词 加速度计 离心机 校准

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