電容式微機(jī)械加速度傳感器檢測電路研究.pdf

1、加速度傳感器是一種重要的慣性傳感器，它被廣泛地運(yùn)用在慣性導(dǎo)航、消費(fèi)電子、汽車電子和地質(zhì)勘探等各個(gè)領(lǐng)域。硅微機(jī)械加速度計(jì)作為一種可以測量加速度的傳感器，可分為壓電式、隧道式、壓阻式和電容式等。
　　 其中電容式微機(jī)械加速度傳感器具有分辨率高、動態(tài)范圍大、溫度特性好等優(yōu)點(diǎn)，從而得到了廣泛的應(yīng)用。電容式微機(jī)械加速度系統(tǒng)由加速度敏感元件和電容檢測電路組成，因此電容檢測電路的性能直接影響了電容式微機(jī)械加速度系統(tǒng)的整體性能，提高電容檢測電路

2、的性能是電容式微機(jī)械加速度系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)十分重要的部分。
　　 本文針對變面積電容式微機(jī)械加速度計(jì)，設(shè)計(jì)了單路載波調(diào)制型檢測電路，并對其工作原理進(jìn)行了分析，對電路的溫度特性進(jìn)行了分析和測量，最后對MEMS三軸加速度計(jì)的檢測電路進(jìn)行了小型化和工程化工作。
　　 本論文主要工作如下：
　　 (1)設(shè)計(jì)了單路載波調(diào)制型電容檢測電路，包括載波發(fā)生模塊，帶通濾波模塊，電荷放大模塊，儀表放大模塊，移相模塊，同步解調(diào)模塊，低通

3、濾波模塊，分析了各個(gè)模塊的工作原理和限制因素。
　　 (2)針對單載波調(diào)制型檢測電路，分析了各個(gè)模塊的參數(shù)變化和PCB板的寄生效應(yīng)等因素對檢測電路的影響對系統(tǒng)的影響；同時(shí)重點(diǎn)分析了溫度變化對系統(tǒng)的影響；針對實(shí)驗(yàn)室以前的單軸加速度計(jì)的檢測電路受溫度的影響而容易發(fā)生漂移的缺點(diǎn)，從降低系統(tǒng)功耗和改善系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)兩個(gè)方面入手，設(shè)計(jì)了三軸加速度計(jì)的檢測電路。
　　 (3)參考加速度計(jì)相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn)，制定了加速度計(jì)性能測試方案，建立了測