高精度加速度计电容—位移检测电路噪声分析及测试

发布时间：2021-07-30 20:06

　　高精度加速度计在地球物理勘探、地球重力场辅助导航等精密重力测量领域有着广泛的应用需求。然而,地球重力场的变化非常微弱,其高精度检测需求对加速度计的噪声水平提出了极为严苛的要求。电容-位移检测是高精度加速度计中常用的传感方式之一。开展高精度加速度计电容检测电路的噪声分析和实验,确定电路噪声的主要来源,减小电路噪声,对降低加速度计噪声水平、研制高精度加速度计具有重要意义。本论文通过建立模型、理论计算与仿真分析、实验测试对一种典型的高精度加速度计电容-位移检测电路开展研究,最终确定了检测电路部分的主要噪声来源。典型的高精度加速度计检测电路主要包括电容位移传感电路、模拟PID控制电路、反馈执行机以及数据采集系统。首先,本文针对加速度计电容检测电路各个环节推导传递函数,并对传递函数的幅频响应曲线进行了分析,用以指导后续噪声分析与计算;然后,对每个环节的噪声进行了详细的分析论证,充分考虑了各个元器件电压噪声、电流噪声以及电阻热噪声的影响,给出了噪声曲线,并将噪声等效到加速度计的输入端进行比对,同时使用PSPICE软件进行仿真验证;最后,通过对输入端接地的方法对加速度计检测电路各环节的输出噪声进行了... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

BellVII型加速度计（左）石英挠性加速度计（中）帝国理工加速度计（右）

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文的分辨率[19]。现代检测电路由固态器件和集成电路组成，可以实现信号放大，表现出极高的电压增益[20]。然而，并不是任意信号都能被放大到任何期望的电平，该最小信号还受限于电路噪声。当电路噪声过大时，如果信号幅度过于微小，则会被淹没在电路的噪声中，无法实现信号的放大及提取。华中科技大学自 2013 年以来，针对旋转加速度计重力梯度仪的应用需要对商用CMG-5U 加速度计进行改造，改进后的加速度计及其分辨率如图 1-3 所示。

分析析，包括建立检测电路的噪声等计算与推导。而计算结果的正确性输出噪声进行模拟仿真，这样PICE 是 Cadence 旗下的一款电路点[32]，能够对对复杂的模数混合要来源于电路中电阻的热噪声等效模型主要是运算放大器和电效模型放大器的内部噪声等效至运算]如图 1-4 所示。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3312043