压阻式高g值加速度传感器的动态特性研究

发布时间：2017-02-28 21:29

  本文关键词：压阻式高g值加速度传感器的动态特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《中北大学》 2013年

压阻式高g值加速度传感器的动态特性研究

刘爱莉  

【摘要】：在“智能型”弹药系统的研发过程中，压阻式高g值加速度传感器是实现弹体侵彻加速度时间历程曲线精确测取的核心器件。而实际应用中发现，在高g值脉冲的作用下，加速度计的动态特性发生了变化，严重影响了测试系统的精度。本文针对这一现象，对压阻式高g值加速度传感器的动态特性进行了研究，主要内容包括以下两个方面： （1）一次封装过程中，阻尼参数的选取对压阻式高g值加速度传感器动态特性的影响。以典型的绝对式二阶系统模型为基础，导出了加速度传感器对单位冲激信号和半正弦脉冲信号的响应模型。综合了压阻式高g值加速度计的特殊应用环境和上升时间短、固有频率高的特性，通过建模仿真从时域和频域两个方面分析了阻尼对加速度计动态响应特性的影响。仿真结果表明，设计过程中合理调整传感器阻尼比在0.1~0.25之间时，可以明显改善加速度计的动态特性，提高测试系统的精准度。通过对三只不同阻尼传感器的动态特性实验验证了仿真分析的正确性，为设计过程中阻尼参数的调整提供了重要的依据。 （2）二次封装过程中，灌封材料的正确选取对压阻式高g值加速度传感器动态特性的影响。将灌封后的传感器系统等效为，由芯片级传感器和灌封材料组成的二自由度系统，以建模仿真的方式分析了灌封材料的各特性参数对传感器动态特性的影响，并提出了正确选择灌封材料的基本方法。即应选取弹性模量相对较高且阻尼系数与刚度系数比值较大一些的灌封材料。通过多次对不同材料灌封的加速度传感器的动态特性实验，验证了仿真分析的正确性，为传感器的二次灌封提供了指导。同时，实验表明弹性模量大于2GPa的环氧树脂适于作为压阻式高g值加速度计的二次灌封材料。 本文以理论分析、计算机仿真与实验研究相结合的方法，分析了一次封装中的阻尼和二次封装中灌封材料对压阻式高g值加速度传感器动态特性的影响，为传感器的设计和应用提供了理论指导和技术支持。

【关键词】：
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH824.4;TP212.1;TJ410.3
【目录】：

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