适于MEMS加速度计读出电路带宽可调的低通滤波器

提出了一种适于MEMS电容加速度计读出电路带宽可调的低通滤波器,带宽调节范围为100Hz～8kHz。信号频率低于500Hz时选用开关电容低通滤波器,高于500Hz的信号则由连续时间低通滤波器来处理。该低通滤波器采用1.2μm的2P2M的N-阱CMOS工艺实现。设计中分析并解决了因时钟信号引起的制约开关性能的因素:优化的开关时序消除了电荷注入引起的非线性;时钟馈通敏感节点增加虚拟开关抵消了耦合电荷;高PSRR共源共栅折叠式差分输入结构,有效地抑制了来自电源的干扰,改善了电路的性能。     

多梁结构压阻式测振加速度传感器

为满足制造装备智能化发展对测振传感器的需求,针对常见加速度传感器在性能、成本和微型化上的不足,研制了一种基于微机电系统技术的多梁结构压阻式加速度传感器.通过将2根短小敏感梁引入传统双桥结构的方式,在提升固有频率的同时,保证了传感器仍具有较高的测量灵敏度.利用敏感梁上的最大应力和结构固有频率相乘的结果作为性能评价标准,结合梁变形理论和实际工艺条件确定了传感器的结构尺寸.采用硅材料刻蚀、硼离子注入、溅射金属铝及阳极键合等工艺,制作了传感器芯片.实验结果表明,所研制的加速度传感器能够准确测量不同频率下的加速度信号,在每g下的灵敏度达到了0.544 mV,满量程精度达到了1.76％,固有频率达到了13.61 kHz,相对于双桥结构传感器,其综合性能提升了近85％.     

二极管电容检测用于微加速度计的误差分析

方波激励下的环形二极管电容检测电路应用于微机械加速度计是一种新的尝试.根据实践,该方案可以很好地在闭环系统中工作.该文建立了这种解调电路的数学模型,进行了误差分析,给出了其参数对闭环系统的影响.该方案在将检测电容变化转换为电压变化的过程中会引入非线性因素,该文证明了这种影响在闭环后可以忽略.计算结果表明,较解调电容的变化,敏感结构电容的变化将对输出电压的变化起主要的影响作用.此外,推导出的静电力公式说明,较大的激励电压会减小系统的稳定裕量.     

加速度计应用

介绍了加速度计的基本工作原理及其在工业中的应用实例,可以为相关领域提供有用的技术参考。     

再论TH320型全洛氏硬度计的示值误差调整

TH320型全洛氏硬度计采用分段数字化调整的方法,有效克服了普通洛氏硬度计因示值线性不好而造成的调整困难,使示值调整变得简捷、方便。同时,全洛氏硬度计的每一个硬度范围段的示值误差调整是完全独立的,即调整某一个范围段的示值误差修正量对其他范围段示值的修正幅度毫无影响。如何利用手中的有限的标准块,修正标尺整个测试范围内的数据,该文通过实际数据的测试,进一步认识了TH320全洛氏硬度计在示值误差调整方面的特点。     

汽车轮胎内置加速度传感器信号的制动起始时刻自动判别

汽车制动失灵,即使在非高速状态下行驶也会影响生命安全。采用汽车轮胎内置传感器的事故防范技术正在兴起。文中通过轮胎内置MEMS电容加速度传感器来获取径向加速度,把制动时段的径向加速度信号向外传送,用作间接监测汽车制动性能的依据。文中提出了为解决制动起始点自动判定这个关键环节所采取的动态平滑去噪、斜率比较等实时处理方法,制动起始时刻自动判别的实验结果验证了该方法的可行性。     

力平衡加速度表半实物仿真及数字通讯

力平衡加速度表用于测试弹体飞行过程中所感受到的加速度，并根据测得的加速度进行有关方案的计算，具有精度高、量程大的特点。如何在地重力场中模拟弹体飞行时感受到的加速度是仿真的关键问题之一。本文根据平衡加速度表的原理，介绍了如何由电扰动的方式模拟真实的力扰动，提出一种高精度的动态电模拟信号的产生方法，给出半实物仿真系统模型。对系统中占有重要地位的数据通讯作了详细介绍、分析了接口部分的硬件及软件的编程思想．     

利用加速传感器估算竞走运动员的步长与步频

运动捕捉技术是体育训练和教学的有力助手,可以通过捕捉运动参数来辅助教练员对训练效果做出评价和调整.基于三轴加速度传感器提出一种计算竞走步长及步频的算法,实时捕捉运动员的三轴运动信息,并采用低通滤波法剔除采样数据中的噪声干扰.基于步态周期内加速度曲线求解步频值,并建立了竞走单步步长的计算模型.测试数据表明:计算的步长和步频值准确度高、误差较小;获取训练中竞走运动员每一步态的步长和步频值,可以检测运动员技术结构的稳定性进.     

软组织及加速度计对骨声振动的影响

用力电类比的方法分析皮肤、肌肉等软组织及加速度计对骨声振动的影响．实验表明，加速度计的质量及加速度计与骨之间软组织的弹性系数对结果影响较大．测试频率范围应远小于加速计在软组织上的共振频率，远大于软组织的自振频率     

Natural convection gas pendulum and its application in accelerometer and tilt sensor

It is discovered that the natural convection gas has the pendulum characteristic, which leads to the introduction of the new concept of gas pendulum. In this paper, the buoyancy lift of natural convection gas is analyzed in a hermetic chamber, and the relationship between the buoyancy lift and the change of temperature is formulated. The experimental results show that the gas pendulum, similar to the solid pendulum and liquid pendulum, can be utilized to sense the acceleration and the tilt angle.