大量程闭环MEMS加速度计非线性分析与优化法

发布时间：2017-10-20 23:02

  本文关键词：大量程闭环MEMS加速度计非线性分析与优化法

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【摘要】：为研究大量程翘翘板摆式闭环MEMS加速度计系统的输出非线性,分别从质量块受力不平衡所产生的平动效应以及电路零位引起质量块闭环平衡位置偏差两个主要误差源入手,建立了两种误差引起加速度计非线性的数学模型,并采用ANSYS和Simulink软件对传感器结构及系统进行了仿真验证,确定了该模型的正确性及非线性的优化方法。最后,按照以上分析进行了样机制作和离心测试。试验结果表明,通过减小翘翘板摆式结构质量块的平动效应,可将±150g量程加速度计的非线性由5.4979′10-2减小至5.320′10~(-3),在此基础上通过减小质量块闭环平衡位置偏差,可进一步将加速度计的非线性减小至2.772′10~(-3)。
【作者单位】： 西北工业大学自动化学院;西安飞行自动控制研究所;
【关键词】： 大量程 MEMS加速度计 非线性 平动效应 闭环平衡位置
【基金】：国际合作项目—高精度微机电系统制造技术合作研究(2011DFA72370)
【分类号】：TH824.4
【正文快照】： 非线性是影响MEMS加速度计工程化应用的重要指标之一,并随着加速度计量程的增加而增大。采用开环工作状态的MEMS加速度计,其控制电路结构简单,成本低,适合大量程检测,但随着量程的增加,其结构的非线性也显著增大[1-2]。而闭环MEMS加速度计可通过引入反馈静电力来平衡检测质量

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