电容式力平衡加速度计的设计
电容式微机械加速度计是一种将加速度转换成差分电容、通过检测差分电容的变化来检测加速度大小的一类高精度的惯性传感器。利用开关电容电路实现C-V变换,利用反馈静电力实现力平衡闭环控制,设计了一种电容式微机械加速度计。通过构建电容式加速度传感器及外围电路的数学模型,推导了闭环工作的系统函数。并对实际系统进行研制,最后给出了整个系统的测试结果。
微机械电容式加速度计检测电路设计
通过对MEMS电容式加速度计的差分电容检测电路优缺点的比较,结合直流充放电检测方法和交流测量方法的优点,设计了微分检测电路,用方波作为载波。该电路由方波信号发生器、微分电路、全波整流电路和滤波电路组成。经试验验证:可检测到10^-16F的差分电容,且其非线性度小于±1%FS,可作为MEMS电容式加速度计的后续处理电路。
非硅MEMS电容式微加速度计的测控电路设计
为了提高MEMS微加速度计的量程和抗过载能力,设计了基于UV—LIGA技术的非硅MEMS电容式微加速度计。针对该加速度计,设计了基于相敏解调的差分电容测控电路。检测通道主要由前置级电荷积分放大电路、带通滤波电路、相敏解调器、低通滤波以及电平转换电路组成,反馈通道由低通滤波和加法电路组成。完成了微加速度计测控电路的调试和检测通道的标定实验,实验表明:检测通道的量程约为±6pF,灵敏度为89.3mV/pF,线性度为2.59%,满足加速度计检测通道的要求。
高性能微加速度计接口电路的研究
介绍一种可用于微机械电容式加速度计检测的接口电路,该电路利用电荷放大器把电容变化转变成电压变化,再对被加速度信号调制的载波信号进行解调,经过低通放大滤波,最后得到与加速度信号成正比的直流电压信号,具有测量差分电容变化的功能和灵敏度高、线性好的特点。整体电路通过Pspice进行了仿真,优化后制成PCB板进行实验。实验结果线性度为5%,灵敏度为19.5V/pF,表明该电路是一种具有实用价值的电容式加速度计检测接口电路。
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