一种振梁式加速度计非线性度参数的自动测量装置设计与实现

目前,振梁式加速度计非线性度参数测量方法主要是将加速度计固定在离心机转台上,人为手动控制离心机转台转速,稳定后记录加速度输出;待所有加速度值测试完成后,通过数据处理软件计算出非线性度参数;但该方式效率较低,且一般都是单套产品进行测试,不适合大批量产品产生需求;鉴于解决上述测量效率问题,满足产品的批量生产需求,本设计提出一种测量方法,即同时测试多套振梁式加速度计非线性度参数的自动测量装置;试验结果表明:文章设计的测量装置,不仅实现了自动化进行多套加速度计同时测量,提高了测量效率,而且提出了一种便捷计算加速度计到离心机中心距离半径的方法,从而计算出实际作用于加速度计的g值,提高了测量精度。

三角形振梁支撑结构和悬挂系统的研究

本文主要介绍三角形振梁的几种支撑结构和悬挂系统。实验结果表明，二棱支撑结构的敏感器件性能良好。

石英振梁加速度计谐振器的结构设计

石英谐振器的设计是实现高精度石英振梁加速度计的关键。首先对石英晶体的最优切型切角结构进行研究,确定石英晶体的最优切型切角为(xyt)5°。其次,理论分析并通过仿真验证了石英谐振器的结构参数对石英振梁加速度计标度因数的影响,并对石英谐振器的结构参数进行了优化。最后,对石英谐振器进行了模态仿真,并分析了石英谐振器的尺寸制作偏差对标度因数的影响。用有限元分析方法得到了石英谐振器的理想振型,且石英振梁加速度计的标度因数为40 Hz/g。理论及仿真结果表明该石英谐振器可应用于高标度因数石英振梁加速度计中。

硅微振梁式加速度传感器中微杠杆结构的设计

提出了一种采用微杠杆结构进行惯性力放大的硅微振梁式加速度传感器结构,阐述了其工作机理.在此基础上,讨论了两种不同的支点形式,分别推导了这两种结构形式的放大倍数计算公式,发现I型支点形式的放大倍数略高于II型支点,并采用有限元方法进行了仿真;分析了支点刚度以及输出轴刚度对放大倍数的影响;提出了微杠杆结构设计的原则.

硅微振梁式加速度计抗温漂的微结构及工艺设计

针对硅微振梁式加速度计输出频率随环境温度漂移的问题,提出了抗温漂的硅微结构设计方法及相关工艺,降低了环境温度对输出的影响,在室温条件即可达到一定精度。通过建立"硅-玻璃"和"玻璃-陶瓷"耦合模型,分析了造成硅微振梁式加速度计温度漂移的原因。然后提出了"抗温漂耦合设计"的微结构和"半粘结封装"的封装工艺,降低了耦合模型中的理论温漂。利用加工出的原理样机进行实验,结果显示,采用抗温漂结构设计及封装工艺的原理样机,输出频率的温漂系数为-3.5×10-6/℃,室温下零偏稳定性为72.0μg。实验验证了抗温漂理论的可行性,可以满足室温下高精度硅微振梁式加速度计的设计要求。

硅微振梁式加速度计的温度检测及闭环控制

为实现硅微振梁式加速度计系统芯片级温度测量及系统闭环,本文针对系统的非惯性结构部分提出了微机电系统(MEMS)结构温度的芯片级测量和闭环控制优化方法。与以温控罩的温度作为参考温度的方法不同,该方法提出了供芯片级温度测量的MEMS结构、工艺及配套电路,通过直接测量MEMS结构的温度完成实时补偿,从而提高了测量精度。该方法在闭环控制的前置电路中应用了二极管电容解调电路,与前期使用的跨阻或者跨导方案相比,对器件的要求从pA级降至nA级。运用时域方法求得二极管电路方案的解析解,提出参数优化设计方法,保证了电容测量输入与输出间的线性关系。最后,采用二阶最优模型对闭环控制的后置电路进行参数优化,控制了上电时间。配合硅微振梁式加速度计原理样机进行了实验。实验结果表明,温度补偿后的零偏稳定性为52.0μg,标度因子稳定性为16.0×10-6,分辨率为34.9μg。这些结果验证了本文理论的可行性。

固态振梁角速率传感器的动力学特性与误差分析

研究固态振梁型角速率传感器加工误差的类型和对性能的影响程度。从动力学特性和误差产生的机理入手,针对因加工水平限制传感器而产生的输出误差进行理论推导,并结合100mm合金振梁完成数值计算,得出正交误差是影响陀螺输出性能的主要因素误差源,而驱动轴同敏感轴的垂直度是影响正交误差的主要因素;经计算质心偏移误差随着角加速度值变化而变化,在角加速度较小的情况下可以忽略;寄生哥氏力误差对陀螺性能的影响最小。对驱动轴同敏感轴垂直方向偏差角为0.6260°时的正交误差进行仿真,结果同理论等效值(输入值为2π/°s时的输出)的误差为4.88%,仿真结果同理论推导结果吻合。证明改进加工工艺及降低驱动轴同敏感轴的垂直度对改进固态振梁角速率传感器性能的有效性。

振梁式负压传感器

对负压力的测量可采用各种真空计或者负压传感器 ,但其输出量大多为非电量或模拟式电量。本文制作了一种电热激励的微悬臂梁谐振式负压传感器 ,它利用随微悬臂梁振动的气体分子等效于增加微梁惯性质量的原理测量气压或气体密度。利用Navier Stokes方程和连续性方程计算作用在微悬臂梁上的惯性阻力 ,进而计算出谐振器谐振频率与气压的关系。分析表明 :增大梁的宽度 。

硅振梁振动模态的光学测量

报导了一种用于测量谐振式微力传感器振梁横向振动模态的光学测量系统。该系统使用时间平均激光全息法和光学相关法对振梁的谐振频率、振型、阻尼及Q值等动态参数进行非接触测量,与传统的电测量方法相比,该方法灵敏度高、不产生附加质量和刚度等力学影响,因而可测量微小物体的振动模态,使用该系统对我们研制的第一代硅谐振式微力传感器振梁进行了动态测量。取得满意的结果。为谐振式传感器的进一步优化设计奠定了力学基础。

石英振梁加速度计微细加工工艺研究

介绍了石英振梁加速度计微细加工工艺。对其中的重点、难点进行研究分析。对石英晶片上Cr-Au掩蔽薄膜的沉积工艺,从理论上分析了影响薄膜抗蚀性因素,提出了解决办法。在湿法腐蚀过程中,强调了精确控制腐蚀深度和截面形貌的重要性。并对其带来的影响进行了分析。

何振梁：与奥运同在

“那是给孩子们的一封信。”中国奥委会名誉主席何振梁曾这样形容预备遗嘱。申奥期间，他会在出外奔波前给孩子留下短信，“我希望（遗书）永远也不要被打开”。如今，这封“信”或已启封。2015年1月4日15时50分，何老在北京病逝，享年85岁。

基于时间序列的振梁加速度计随机误差模型研究

振梁加速度计是一种新型惯导器件。为了更好地将振梁加速度计应用于新一代惯导系统中,有必要研究其随机误差模型。采用时间序列方法对振梁加速度计的随机误差进行建模,并将结果进行比较。利用BIC准则及残差平方和最小原则得到振梁加速度计的最佳误差模型。研究表明,AR(4)模型是振梁加速度计的最佳误差模型。

基于ANSYS Workbench的直线筛激振梁动力学分析

以SLO3661型直线振动筛激振梁为研究对象,利用ANSYS Workbench有限元分析软件进行模态分析,得到其前10阶固有频率和振型,并与实际测得的激振梁固有频率进行比较,排除了其存在共振的可能性;进一步进行谐响应分析,得到动态响应特性,确定了其结构的薄弱部位;并对其进行疲劳分析,验证其抗疲劳强度,对激振梁的结构改进及优化具有重要意义。

振梁加速度计输出信号的处理方法

本文简要地介绍了石英振梁加速度计的主要元件性能,介绍了振梁加速度计的工作原理以及输出信号的几种处理方法.

压电振梁及振动角速率传感器

研究了一种由石英做成的音叉角速率传感器。音叉平面内参照振动的激励和对该平面法向振动的检测都利用了压电效应。二次振动的振幅正比于所施加的角速度。为了使器件能经受恶劣环境条件,结构设计为刚性的。这就意味着,振动唯一的有效部分是音叉的叉头部分。借助于唯象的压电振梁的理论,预测了传感器的性能,该理论表明,这足以用来研究振梁横切面的二维(2—D)介电场,从而得到压电等效元件的值。无须采用计算机程序,便可得到这些预测值。预测值被证明与测量值比较吻合。

一、何振梁与奥林匹克陈列馆——项目概况：

“何振梁与奥林匹克陈列馆”选址为建设中芙蓉湖公园内的塑料厂旧厂址。 “何振梁与奥林匹克陈列馆”的设立旨在弘扬奥林匹克精神，保留珍贵历史资料，同时也是对何振梁这位从无锡走出去的“中国奥林匹克先生”的真诚敬意。何振梁先生生在无锡，长在无锡，始终认为自己是地道的无锡人。

何振梁答荷兰记者问

1995年5月4日上午,中国奥委会名誉主席何振梁应邀在北京国际网球中心小会议室接受了荷兰《论坛报》记者萨落蒙和《每日汇报》记者米塞特的采访。现将何主席答记者问的内容发表如下,供外宣工作的同志们参考。

用于战术制导与导航应用的一种微机械振梁多敏感器的研制

基尔福特(Kearfott)制导与导航公司已经开发出用于战术惯性制导与导航应用的一种微机械振梁多敏感器(MVBM).这种MVBM是一种固态石英(硅Si)器件,它测量运动共轴的线加速度和角速率.这是通过单个柔性放置的检测质量来实现的,其中检测质量起到一种耦合模式的哥里奥利(Coriolis-哥氏)敏感器和加速度计的作用.位置敏感器是固定的,以使这两种测量在双级输出中有所不同,这样增加了标度因数,且相对于单极器件而言降低了共模而引起的热、振动以及老化误差.

一种应用于惯性导航的振梁加速度计石英谐振器驱动电路

石英谐振器驱动电路用于驱动力敏感石英梁,可以使石英谐振器直接数字频率输出。文章针对石英谐振器的特点提出了一种应用于振梁加速度计的石英谐振器驱动电路方案,并对该电路方案进行测试与验证,测试结果表明该电路具有低成本、低复杂度、功耗小的特点,可以满足振梁加速度计的指标要求。