低噪聲電容式微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、電容式微加速度計(jì)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)開始融入到我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域，但是目前的電容式微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)自身較高的機(jī)械熱噪聲嚴(yán)重的影響了其在實(shí)際工作中的檢測精度、工作穩(wěn)定性以及其動(dòng)態(tài)特性等性能指標(biāo)。
　　本文對(duì)電容式微加速度計(jì)的機(jī)械熱噪聲因素進(jìn)行了分析，并對(duì)機(jī)械熱噪聲的來源以及噪聲對(duì)微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了理論分析。在相關(guān)理論的基礎(chǔ)上利用MATLAB軟件對(duì)結(jié)構(gòu)的支撐梁、電容結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量塊的大小對(duì)微加速度計(jì)整體性能的影響進(jìn)行了分析與研究。

2、在此分析的基礎(chǔ)上建立了一種低噪聲電容式微加速度計(jì)結(jié)構(gòu)，并通過ANSYS軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，分析了結(jié)構(gòu)的相關(guān)性能。經(jīng)分析結(jié)構(gòu)的機(jī)械靈敏度為0μ.26 g m/，電容靈敏度為1.3pF/g，工作方向的諧振頻率為978Hz，經(jīng)仿真分析結(jié)構(gòu)的機(jī)械熱噪聲為2.0μ Hz g/。結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)時(shí)間為3.4ms。對(duì)結(jié)構(gòu)的固有頻率在溫度變化情況下的漂移進(jìn)行了分析，并建立模型對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱分析，分析表明結(jié)構(gòu)的電容極板與支撐梁受溫度影響較大。對(duì)機(jī)械熱噪聲對(duì)微加速

3、度計(jì)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的影響進(jìn)行了分析，通過分析得知結(jié)構(gòu)的位移越大，噪聲的影響就越大；針對(duì)機(jī)械熱噪聲對(duì)系統(tǒng)輸出造成的影響，提出了改進(jìn)的措施，在系統(tǒng)中通過對(duì)結(jié)構(gòu)輸出信號(hào)的調(diào)制與濾波可以有效的降低機(jī)械熱噪聲的干擾，并通過仿真驗(yàn)證了此分析，通過對(duì)輸出信號(hào)的處理，使得系統(tǒng)的信噪比由原來的120dB提高至135dB，減小了機(jī)械熱噪聲對(duì)系統(tǒng)輸出的影響。
　　最后搭建了微加速度計(jì)的系統(tǒng)模型，閉環(huán)增益為10，對(duì)開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行比較分析，通過分析可以