高精度電容式微機械加速度計零點偏置與溫度特性的研究.pdf

1、微機電系統(tǒng)是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業(yè)技術。硅微加速度傳感器作為微機械器件中的一個重要分支，具有響應快、靈敏度高、精度高、小型化、應用性廣、能耗低等優(yōu)點，目前已受到國內外廣泛關注。零點偏置是衡量微加速度計動態(tài)特性的重要指標，其受到電容檢測電路和敏感元件結構兩部分的影響。溫度是影響微加速度計的主要環(huán)境因素，降低系統(tǒng)溫漂有利于提高微加速度計的檢測精度和穩(wěn)定性，擴大微加速度計的應用范圍。
　　本論文以零點偏置和溫漂為出發(fā)

2、點對電容式微機械加速度計進行研究。利用靜電力的作用來減小系統(tǒng)的零偏，優(yōu)化了系統(tǒng)的其他性能。同時設計了基于MEMS寄生電阻的溫度補償方案，降低了系統(tǒng)的溫漂。
　　本論文的主要創(chuàng)新性工作及成果包括以下三個方面:
　　(1)對調制型電容式微機械加速度計系統(tǒng)中的主要零偏來源進行了分析，其中主要包括檢測電路的不對稱性、解調方法以及敏感元件的初始電容差等。
　　(2)設計了基于靜電力的初始電容補償方案，以減小敏感元件的初始電容差。

3、測試結果表明，經(jīng)過靜電力補償之后，系統(tǒng)的零偏穩(wěn)定性由0.2617mg降低到了0.2333mg，零偏溫度靈敏度從0.4175mg/℃減小到0.3094mg/℃，零偏重復性由2.7197mg減小到了1.8727mg。
　　(3)設計了一種基于MEMS寄生電阻的溫度補償方案，該方案不需要額外的補償電路，減小了電路的面積。測試結果表明，基于靜電力補償?shù)募铀俣扔嬒到y(tǒng)在經(jīng)過溫度補償之后，系統(tǒng)的零偏穩(wěn)定性由0.2333mg降低到了0.1423m