基于闭环点位置控制的硅微梳齿式加速度计温漂抑制方法

环境温度的变化会造成硅微加速度计检测电路输出漂移,从而使加速度计敏感质量的闭环点位置产生漂移。通过分析闭环点位置对加速度计标度因素K1和零偏K0的影响,证明了闭环点位置漂移是造成零偏K0温漂的主要因素和标度因素K1温漂的次要因素。提出了加速度计闭环点位置控制方法,通过在环内加入控制电压可使闭环点始终工作于稳定位置。试验结果证明,该方法可显著降低零偏K0的温漂,闭环点始终位于零反馈位置时零偏K0的温漂系数可降低一个数量级,且温漂滞环可被压缩至±1 mV(±7.77 mg)以内。

闭环点位置对静电悬浮加速度计性能影响研究

为研究差动电容式静电悬浮加速度计非线性、零偏、标度因数、噪声以及量程与闭环点位置的关系,推导了闭环点位置与上述参数关系的数学模型,分析了闭环点偏移来源。通过仿真和实验对比了闭环点调节前后系统非线性、零偏和量程,通过实验研究了闭环点位置波动对系统噪声的影响。仿真和实验结果表明,将敏感质量闭环点位置调节在机械零点附近可以降低系统非线性、零偏和系统噪声,并能提高理论量程。

利用测温电路线性补偿MEMS加速度计零偏温漂

为提高MEMS加速度计温度稳定性,针对MEMS加速度计零偏温度漂移问题,提出了一种基于闭环点位置控制的零偏温漂抑制方法,该方法利用测温电路生成线性控制电压,在不同温度下将闭环点位置控制于零反馈位置附近,此时闭环加速度计的零偏近似为0,在全温范围内的零偏漂移量可显著降低。对闭环MEMS加速度计进行温度循环试验,试验结果表明,加入线性控制电压后闭环加速度计的零偏温漂下降到0.1 mg/℃以内,与不加线性控制电压相比提高了一个数量级以上。该方法实现简单,可操作性强,无需额外硬件开销,利于工程化实现。