温度、预载电压对MEMS加速度计输出的影响(英文)

梳齿式微机械加速度计的微机械结构在工作中受到预载电压、温度等多种因素的影响,输出具有非线性,研究指出这种非线性度和微机械结构的闭环位置相关。为了明确非线性度的来源,将从其系统模型入手分析,给出闭环状态和输出非线性度的定量关系。此外,环境因素也会通过加力电路间接的影响闭环系统的输出造成非线性度,文中将着重研究预载电压对称性和环境温度这两个重要的环境因素通过检测电路影响输出线性度的情况,并给出了实验验证。

预载电压对力平衡式微硅加速度计性能的影响

在实验中发现,力平衡式加速度计的施力电压变化范围和传统计算中的并不相同。为研究预载电压对加速度计性能指标的影响,重新推导了力发生器的传递函数和静电负刚度等参数的表达式。对参数的分析显示:预载电压直接影响了加速度计的灵敏度、量程和分辨力,但不影响非线性。在综合各种影响的基础上,提出了根据不同应用的要求选取预载电压的方法,并进行了实验验证。

一种电容式微加速度计标度因数温漂抑制方法

电容式硅微机械加速度计作为一种惯性传感器件广泛运用于导航系统,但其温度特性较差,制约其综合性能的提高。为进一步提高闭环电容式微机械加速度计的标度因数稳定性,针对标度因数的温度漂移问题,提出了一种标度因数温漂抑制方法。通过调节预载电压来抑制标度因数温度漂移,根据测温电路输出对预载电压进行调节。实验结果表明,在-30℃~60℃的温度范围内,加速度计的标度因数温度系数由补偿前的213.7′10^(-6)/℃降低至42.7′10^(-6)/℃。所提出的抑制方法使标度因数温度性能得以显著提高。