微加速度计在冲击环境下的可靠性研究

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DVP环境试验报告样本

DVP环境试验报告样本一、引言DVP（Design Verification Plan，设计验证计划）环境试验是在产品开发的初期或最终阶段对产品的环境适应性进行验证的过程。

本报告旨在对产品的DVP环境试验进行详细记录和分析。

二、试验目的1.验证产品在各种环境条件下的稳定性和可靠性。

2.确定产品在各种环境条件下的适用范围。

3.评估产品在特定环境条件下是否符合相关标准和要求。

三、试验内容本次试验主要包括以下环境条件：温度、湿度、振动和冲击。

1.温度试验在规定的温度范围内对产品进行长时间稳定性试验，如低温试验和高温试验。

温度范围为-20℃至60℃，测试时间为48小时。

2.湿度试验在规定的湿度条件下对产品进行湿热试验，模拟产品在潮湿环境中的使用情况。

湿度范围为30%至90%，测试时间为72小时。

3.振动试验通过模拟产品在运输或使用过程中可能遭受的振动，对产品进行振动试验。

振动频率范围为10Hz至2000Hz，加速度范围为0.1g至50g，振动时间为2小时。

4.冲击试验通过模拟产品在运输或使用过程中可能遭受的冲击，对产品进行冲击试验。

冲击力范围为0.5J至100J，冲击时间为2ms至10ms，试验次数为10次。

四、试验结果与分析1.温度试验结果经过48小时的温度试验，产品在-20℃至60℃的温度范围内正常运行，无异常现象。

符合相关标准要求。

2.湿度试验结果经过72小时的湿度试验，产品在30%至90%的湿度范围内正常运行，无异常现象。

符合相关标准要求。

3.振动试验结果经过2小时的振动试验，产品在10Hz至2000Hz的频率范围内，加速度为0.1g至50g的振动下正常运行，无异常现象。

符合相关标准要求。

4.冲击试验结果经过10次冲击试验，产品在0.5J至100J的冲击力和2ms至10ms的冲击时间下正常运行，无异常现象。

符合相关标准要求。

五、结论与建议本次DVP环境试验表明该产品在各种环境条件下具有较好的稳定性和可靠性，并符合相关的标准和要求。

冲击记录仪

冲击记录仪冲击记录仪：记录极端运动的安全关键引言冲击记录仪，又称为事故记录仪或黑盒子，是一种关键的安全设备，用于记录重大冲击事件并提供有关事故发生前后的数据。

冲击记录仪最初是在航空领域中使用的，用于分析飞机事故。

然而，由于其出色的性能以及对各种应用领域的适应性，冲击记录仪逐渐扩展到其他领域，如汽车工业、体育、军事等。

本文将介绍冲击记录仪的工作原理、应用领域以及其在提高安全性方面的重要性。

一、冲击记录仪的工作原理冲击记录仪是一种小型设备，通常由几个部分组成，包括加速度计、存储芯片、控制单元和电源。

当发生冲击或意外事件时，加速度计会检测到加速度的变化，并将这些数据传输给存储芯片。

控制单元负责管理数据的存储和读取，而电源则提供所需的电能。

准确的测量和记录使冲击记录仪能够提供有关冲击事件的详细信息，如加速度、持续时间和方向。

二、冲击记录仪的应用领域1. 汽车工业冲击记录仪在汽车工业中发挥着关键作用。

它们被安装在车辆中，进一步监测并记录重要的信息，如碰撞时的加速度、车速以及安全气囊的触发时间。

这些数据对于复原事故的过程非常重要，同时也有助于提高汽车的安全性和性能。

冲击记录仪还可以检测驾驶行为，例如急加速、急刹车和过度转弯等，以帮助减少交通事故的发生。

2. 体育领域在体育领域，冲击记录仪被广泛用于监测运动员的活动，并提供对他们在比赛中所承受的冲击和压力的详细了解。

运动如橄榄球、美式足球和赛车等，通常会暴露运动员于高强度的碰撞和冲击风险。

通过分析冲击记录仪中的数据，可以了解运动员经历的冲击事件的强度和频率，以及这些冲击对他们的身体健康产生的影响。

这些信息对于改善运动装备的设计和保护运动员的安全至关重要。

3. 军事军事领域也广泛使用冲击记录仪来记录军事装备和人员在战斗中所处的极端环境下受到的冲击。

这些记录对于评估装备的性能以及改进装备的设计至关重要。

它们还可以帮助研究人员和医生了解士兵在训练和战斗中可能遇到的冲击和受伤情况，以便采取相应的防护措施和治疗方法。

微加速度计的研究现状及发展趋势

微加速度计的研究现状及发展趋势（中国科学技术大学电子科学技术系）摘要：微加速度计相对于普通加速度计有许多优点，在众多领域得到了广泛的应用。

按检测方式的不同，可将其分为电容式，压阻式，压电式，谐振式以及光学式等。

本文详细论述了这些微加速度计的原理及最新进展，此外也列举了一些新式的微加速度计，最后对微加速度计的市场应用和发展趋势作了探讨。

关键字：微加速度计最新进展市场应用发展趋势Abstract: Comparing with general accelerometers, microaccelerometer has many advantages and has been widely used in lots of fields. Microaccelerometer can be divided into several types according to different detection methods, including capacitive type, piezoresistive type, piezoelectric type, resonant type, optical types, etc. This letter investigates principle and the latest development of above-mentioned microaccelerometers and lists some novel types. Finally, the discussion about market applications and development trend for microaccelerometer are shown.Keywords:microaccelerometer; latest development; market applications; development trend引言MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)，微机电系统，是由集成电路技术发展而来，起始于上世纪80 年代，历经三十多年的发展已成为时下的高新技术产业，是一项关系到国家科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。

高冲击环境下MEMS大量程加速度传感器结构的失效分析

试装置测试了传感器在１０００ｇ００以上载荷下的输出信号，系统地分析了传感器抗大过载能力，测试结
称『结构引起加速度传感器的横向效应 ¨。梁的根部生９］和端部布置有倒角结构，散传感器结构受到的应以分力。该方法有效避免了梁根部和端部处应力集中且尖锐的问题，进而提高加速度传感器的抗过载能力。完
ＥＡＣ７３Ｍ；２０７２ＥＥＣ：２０７２；３０
ｄｉ１．９９ｊｉＩ１０－６９２１．４０３ｏ：０３６／．Ｓ．０４１９．０２０．１ＳＩ
高冲击环境下ＭＭ大量程加速度传感器结构的失效分析术ＥＳ
冲击下的可靠性分析较少＿。因此需要进一步研６］
感器可靠性技术提供了依据。
１传感器冲击测试
１１结构设计．
究ＭＥＭＳ传感器在大过载冲击下的响应，为其可靠
性设计提供具体依据。
传感器结构如图１ａ所示，（）其量程为１０ｇ，５０００
关键词：ＥＳ大量程加速度传感器；ＭＭ；冲击测试；高过载；失效
中图分类号：Ｐ１Ｔ２２
文献标识码：Ａ
文章编号：０４１９（０２０ — ４３０１０ — ６９２１）４０８ — ４
ＭＥＭＳ大量程加速度传感器是冲击、破、彻爆侵等大过载环境测试中的核心部件之一．目前主要应
抗过载２０００ｇ，四端全固支梁一０采用０岛型结构，梁与框架连接一端布置有压敏电阻，以很好地抑制非对可

硬件测试中的振动与冲击测试评估产品耐久性

硬件测试中的振动与冲击测试评估产品耐久性商品的质量是决定其市场竞争力和用户满意度的重要因素之一。

对于硬件产品来说，其性能和耐久性是消费者购买决策的重要考量因素。

为了确保产品在正常使用过程中能够稳定可靠地运行，硬件测试中的振动与冲击测试评估显得尤其重要。

1. 硬件产品的耐久性评估硬件产品的耐久性评估旨在测试产品在遭受振动和冲击等外力作用时的性能和结构稳定性。

通过模拟真实使用环境中的振动和冲击条件，可以评估产品在长期使用过程中的可靠性和耐用性。

2. 振动测试2.1 测试目的振动测试旨在模拟产品在运输、使用或其他情况下所可能受到的振动情况，以评估产品在振动环境下的性能。

振动测试可以提前发现产品可能存在的设计缺陷、结构问题或机械故障，以便进行改进和优化。

2.2 测试方法常用的振动测试方法包括随机振动测试、正弦振动测试和冲击振动测试。

测试时需要根据产品的使用环境和振动条件进行相应的配置和测量。

通过给产品施加不同频率、幅度和方向的振动，并监测产品在振动过程中的响应情况，可以得到产品的振动特性和可靠性指标。

3. 冲击测试3.1 测试目的冲击测试主要用于评估产品在遭受外界冲击时的耐受能力和结构稳定性。

冲击测试可以模拟产品在运输、使用或其他情况下可能遇到的碰撞、跌落或碰撞等情况，以验证产品在冲击环境下的可靠性和耐用性。

3.2 测试方法常用的冲击测试方法包括自由落体冲击测试、平面冲击测试和高低温冲击测试。

测试时需要根据产品类型和使用环境进行相应的配置和测量。

通过给产品施加不同能量水平和方向的冲击，并观察产品在冲击过程中的响应情况，可以得到产品的冲击特性和可靠性指标。

4. 测试结果评估在振动与冲击测试过程中，需要根据产品的设计规范和测试标准来评估测试结果。

常用的评估指标包括振动加速度、位移、频率响应和冲击能量等。

通过与产品设计要求和行业标准进行对比，可以评估产品的耐用性和结构稳定性，进而指导产品的改进和优化。

5. 测试影响因素在进行振动与冲击测试时，还需要考虑到以下影响因素：5.1 温度和湿度：温湿度变化可能会影响产品的性能和结构稳定性，因此需要在一定的温度和湿度条件下进行测试。

Colibrys 加速度计 MS1000 说明书

Colibrys加速度计惯性传感器MS1000 –初步数据表单轴模拟加速度计MS1000是专为惯性应用而设计的最好的同类电容式体硅MEMS加速度计。

其优异的长期零偏和比例因子重复性，低运行偏差，优异的振动行为（VRE）和低噪声，可用于非常精确和具有成本效益的战术级测量。

内部电子电路集成了一个具有差分模拟±2.7V输出的信号调理器，一个内置自检和一个温度补偿传感器。

功能原理框图主要特性 (±10g)•运行中偏置稳定性: 15 µg•非线性: ±0.3% FS•优异的长期零偏重复性: 1.2mg•恶劣环境中的可靠性•低噪声: 34 µg/√Hz•LCC20, 密封包装重要参数, 典型值MS1002 MS1005* MS1010 MS1030* MS1100* Unit加速度全量程± 2 ± 5 ± 10 ± 30 ± 100 g剩余偏置建模误差0.14 0.35 0.7 2.1 7.0 mg长期零偏重复性0.24 0.6 1.2 3.6 12.0 mg运行中偏置稳定性 3 7.5 15 45 150 µg剩余比例因子建模误差120 120 120 120 120 ppm比例因子敏感性1350 540 270 90 27 mV/g轴不对准10 10 10 10 10 mrad分辨率(1Hz) 7 17 34 102 339 µg rms非线性 (IEEE norm) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 % FS工作温度-40 to +125 -40 to +125 -40 to +125 -40 to +125 -40 to +125 °C运行功耗10 10 10 10 10 mW尺寸9 x 9 9 x 9 9 x 9 9 x 9 9 x 9 mm2特色应用（未全列入）：航空航天 & 国防: 海军 &陆地:惯性测量单元 (IMUs) 寻北、天线、声纳定位航空电子设备（固定翼和旋翼）：FCS，自动驾驶仪，姿态系统（AHRS，待机） ,武器发射系统 - 平台稳定性GPS辅助引导&导航无人机系统ROV制导，武器发射系统，船舶导航和控制移动测绘列车定位（GPS航位推算）短程制导，机器人MWD–随钻导向MS1002 参数除非另有说明，所有数值都是在环境温度(20°C)和 3.3 V 供电 VDD 下测得。

冲击测试专用MEMS加速度传感器

冲击测试专用MEMS加速度传感器 2009-8-3MEMS加速度传感器已广泛应用于测量冲击和振动的各种领域超过二十年。

许多工程师都渐渐意识到宽动态范围和内置微阻尼MEMS设计对测量精度所起的关键作用。

实际上，在汽车碰撞或产品跌落试验等常规测试中1000g以上的加速度很常见。

为了精确描述物体在大加速度冲击下的物理特性，加速度计在其量程范围内应该有足够的空间（动态范围）。

虽然市场上很多压电（陶瓷）加速度计都有足够大的动态范围，但压电结构的传感器无法提供用于准确计算速率和位移矢量的直流反馈。

MEMS加速度传感器的静态相应特性可以弥补这一缺点。

可惜的是，大部分电容式MEMS加速度传感器的最大量程只有200g，所以在很多冲击测试中都派不上用场。

压电电阻MEMS加速度计在汽车安全领域已应用数年。

在汽车安全测试中，汽车碰撞所产生的冲击不仅加速度大，而且包含各种频率（例如假人与挡风玻璃相撞等极端情况）。

这种测试环境对任何一种形式的加速度计都是个考验。

事实证明了动态范围和带宽都窄的电容式MEMS加速度传感器无法在保证其信号真实性的同时获取整个测试过程的数据。

工程师们在九十年代末开始使用宽动态范围和带宽的压阻MEMS加速度传感器，然而很快就发现无阻尼的压阻传感器在测试及分析过程中会导致一系列问题。

没有足够内部阻尼的加速度计在受到大加速度冲击时会产生谐振（共振）。

谐振的主要（直接的）和次要（间接的）影响最终都会反映在加速度输出信号中。

共振的主要影响为谐振点下的信号输出表现为非线性，并且无规律可循。

共振的次要影响体现在后续电路中由于高振幅的输入信号而导致的非线性。

即使信号调节电路可以调整到保证输入信号水平，但那也浪费了电路本身的动态测量范围。

先进的内置气阻尼电容式MEMS加速度传感器似乎是解决这些问题不错的选择。

但遗憾的是这些电容式MEMS产品量程都小（<200g），而且线性响应频率有限（<100Hz）。

精量电子—美国MEAS传感器是MEMS加速度计的开拓者之一，从2000年就开始致力于完善基于阻尼MEMS加速度计的设计。

微加速度计的力学分析

关键词：微加速度计；频率；冲击失效；附粘
中图分类号：ＴＰ０ —０６００７７２０）６０２—０３
Ｍｅｈａｃｌａａｙｉｉｒａｃｌｒｍｅｅｓｃｎｉａｎｌｓｓｏｆｍｃｏｃｅｅｏｔｒ
ＡｂｔａｔＴｈｏｇｈｅｅｔｄｍｅｔｎｂａｄｒｓａｃｅｎｍｉｒａｃｌｒｍｅｅｓａｄｄｎｍｉａｅｔｐｏ — ｓｒｃ：ｒｕｈｔｅｒｃｎｏｓｉａｄａｏｒｅｅｒｈ０ｃｏｃｅｏｔｒ，ｎｙａｃｌｔｒｂｃｓｅｓｌｍｓｉｃｅｃｅｅｒｈ，ｏｌｗｉｇｍａｎｍｅｈｎｃｌｈｒｃｅｉｔｒｉｕｓｄ：ｒｑｅｃ，ａａｅｕｄｒｓｏｋｅｎｓｉｎｅｒｓａｃｅｆｌｓｏｎｉｃａｉａａｔｒｉａｅｄｓｓｅｆｅｕｎｙｄｍｇｎｅｈｃａｃｓｃｃｌａ，ｄｅｉｎｂｔｅａｔｕｅｙｓｅｅｆｔｗｈｃｅｉｏｔｎｏｒｌｂｌｙｏｃｏｃｅｅｏｔｒ．ｏｄａｈｏｅｗｅｎｐｓｃｓｄｂｉｆｅ，ｉｈａｍｐｒａｔｔｅｉｉｔｆｍｉｒａｃｌｒｍｅｅｓＡｔｓｒａｚｃｒａｉ
维普资讯
６２
传感器技术（ｏｍａｏｒｎｄｃｒｃｎｌｙＪｕｌｆａｓｕｅｈｏｏ）ＴＴｅｇ
２００２年第２卷第６期１

mems三轴加速度计注意事项

mems三轴加速度计注意事项使用MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）三轴加速度计时，有一些注意事项需要考虑。

以下是一些重要的方面：1. 安装方向，MEMS三轴加速度计具有三个轴，通常标记为X、Y和Z。

在安装时，确保正确地确定每个轴的方向，并将其与所测量的物理量相对应。

这样可以确保获得准确的测量结果。

2. 校准，在使用之前，对MEMS三轴加速度计进行校准是非常重要的。

校准可以消除传感器本身的误差，并提高测量的准确性。

校准过程通常包括检查和调整零偏、灵敏度和非线性等参数。

3. 防震措施，MEMS三轴加速度计对振动和冲击非常敏感。

在安装时，应尽量避免将其暴露在高频或大幅度的振动环境中。

可以采取一些防护措施，如使用减震材料或安装在稳定的结构上，以减少外界干扰。

4. 温度影响，温度变化可能会影响MEMS三轴加速度计的性能。

在实际应用中，尽量控制环境温度的稳定性，或者在测量结果中进行温度补偿，以消除温度对测量的影响。

5. 电源和信号干扰，电源噪声和信号干扰可能会影响MEMS三轴加速度计的测量结果。

为了减少这些干扰，可以使用滤波器、屏蔽和隔离等技术来提高系统的抗干扰能力。

6. 采样率和带宽，选择适当的采样率和带宽是确保测量准确性的关键。

采样率应足够高，以捕捉到所需的动态范围和频率内容。

带宽应根据应用需求进行选择，以避免不必要的噪声和干扰。

7. 数据处理和解析，MEMS三轴加速度计的输出通常是原始加速度信号。

为了得到有用的信息，需要对原始数据进行处理和解析。

这可能涉及到滤波、积分、坐标转换等算法和技术。

总之，使用MEMS三轴加速度计时，需要注意安装方向、进行校准、防震措施、温度影响、电源和信号干扰、采样率和带宽的选择，以及数据处理和解析等方面。

这些注意事项将有助于确保获得准确可靠的加速度测量结果。

加速度100g冲击试验对照表

加速度100g冲击试验对照表引言：加速度100g冲击试验是一种常用的工程试验方法，用于测试材料或产品在高加速度冲击环境下的耐受能力。

本文将根据加速度100g 冲击试验对照表，介绍试验的目的、方法、结果和应用，并对其意义进行探讨。

一、试验目的加速度100g冲击试验的目的在于评估材料或产品在高加速度环境下的性能和可靠性。

通过模拟实际工作环境中可能遭受的冲击力，可以判断材料或产品是否能够承受该环境下的应力，从而为设计和生产提供依据。

二、试验方法加速度100g冲击试验一般采用冲击试验机进行，在试验中，将待测材料或产品固定在冲击台上，然后通过冲击台上方的冲击锤对其施加冲击力。

冲击锤的速度和冲击力可通过调节试验设备来控制，一般以达到100g加速度为目标。

在试验过程中，需要记录冲击锤的速度、冲击时间以及待测材料或产品的响应情况。

三、试验结果根据加速度100g冲击试验对照表，可以得到待测材料或产品在冲击环境下的试验结果。

试验结果通常包括以下几个方面的数据：1. 冲击力传递率：即待测材料或产品在冲击过程中的能量传递效率。

该数据反映了材料或产品的冲击吸收能力，数值越高表示材料或产品的性能越好。

2. 冲击后形变程度：即待测材料或产品在冲击后的形状变化程度。

该数据反映了材料或产品的可塑性和强度，数值越小表示材料或产品的形变能力越差。

3. 冲击后失效率：即待测材料或产品在冲击后的失效情况。

失效可以包括破裂、断裂、开裂等，该数据反映了材料或产品的耐久性和可靠性。

四、试验应用加速度100g冲击试验广泛应用于各个领域，特别是航空航天、汽车、电子等行业。

试验结果可以帮助工程师评估材料或产品的冲击性能，从而优化设计方案，提高产品的可靠性和安全性。

在航空航天领域，加速度100g冲击试验可用于评估飞机结构、航空电子设备以及航天器的耐久性。

通过对材料或产品的冲击试验，可以判断其在高速飞行、降落或起飞过程中是否能够承受冲击力，从而确保航空器的安全运行。

微加速度计在高冲击下的断裂失效分析

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｉｃｒｏ — ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｉｎｓｈｏｃｋｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃｏｎｍｉｃｒｏ — ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｕｎｄｅｒｈｉｇｈｉｍｐａｃｔｌｏａｄｉｎｇ．ｉｔｗａｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔ２．６９ ×１０ｇｉｓｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｉｍｐａｃｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｍｉｃｒｏ — ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｃａｎｗｉｔｈｓｔａｎｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｍｉｃｒｏ — ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｄｙｎａｍｉｃａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｉｍｐａｃｔａｎｄｔｈｒｅｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｉｎｅｓｔｒｅｓｓｉｍｐａｃｔｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｉｃｒｏａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｗｉｌｌｂｅｃａｕｓｅｄｔｏｆｒａｃｔｕｒｅｆａｉｌｕｒｅｗｈｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅ２５００００ｇｓｈｏｃｋａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｉｎ３ｍｓ．４．１ｋＮｉｓｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｉｍｐａｃｔｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏ — ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｔｏｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｓｉｎｅｉｍｐａｃｔａｔｔｈｅｗｏｒｋｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：，ａｘｉｓｓｉｎｅｆｏｒｃｅｃａｎｍａｋｅｔｈｅｍｉｃｒｏ — ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｍａｓｓｉｎｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｂｅａｍｒｏｏｔｉＳｖｕｌｎｅｒａｂｌｅｔｏｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｉｎｌｆｕｅｎｃｅ．ｍａｋｅｉｔｔｏｆｒａｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍｉｃｒｏａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓｈｏｃｋｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｉｎｔｅｎｓｉｆ－

MEMS及微机械加速度计可靠性研究

MEMS 及微机械加速度计可靠性研究★许建军１，２，孔学东２，李斌１，师谦２（１．华南理工大学物理科学与技术学院微电子研究所，广东广州５１０６４０；２．信息产业部电子第五研究所，广东广州５１０６１０）摘要：由于ＭＥＭＳ器件的应用日益频繁，其可靠性研究就显得十分重要。

介绍了引起可靠性问题的原因。

以微机械加速度计为例，指出了该加速度计的可靠性问题，以及对其可靠性测试研究的内容。

关键词：微电子机械系统；可靠性；微机械加速度计中图分类号：ＴＮ３８９；ＴＰ２７１＋．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４６８（２００６）０５－００６４－０４ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆＭＥＭＳａｎｄＭｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＡｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒＸＵＪｉａｎ－ｊｕｎ１，２，ＫＯＮＧＸｕｅ－ｄｏｎｇ２，ＬＩＢｉｎ１，ＳＨＩＱｉａｎ２（１．ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；２．ＣＥＰＲＥＩ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６１０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆＭＥＭＳｆｏｒｉｔｓｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｓｓｕｅｓｃａｕｓｉｎｇｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．Ａｔｌａｓｔ，ＭＥＭＳａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ．ＴｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｓｓｕｅｓｏｆＭＥＭＳａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔａｓｐｅｃｔｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＥＭＳ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ★基金项目：重点基金项目（６１４０４３７）收稿日期：２００６－０１－０４作者简介：许建军（１９８１－），男，四川成都人，华南理工大学微电子研究所在读硕士研究生，研究方向为ＭＥＭＳ的可靠性研究和设计。

微加速度开关在高冲击环境中的防护技术研究

Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｅａｃｌｒｔｎｓｉｈｉａｋｎｆｎｒａｅｉｅｔａａｅｓａｔｃｅｅａｉｎａｄｏｔｕｎｏｆｈｃｅｅａｉｗｔｉｄｏｅｔｄｖｃｈｔｃｎｓｎｅｉｏｃｓｉｉｌｍｐｃｃｌｒｔｎｕｐｔ－ｆａｏｏｓｇａ．ｈｃｏａｃｌｒｔｎｓｉｈｉｆｂｃｔｄｂＭＳｔｃｎｌｇ．ｈｒｓｔｗｔｈｔｒｓｏｄｉｍｕｈｌｓｉｎ１ＴｅｍｉｒｃｅｅａｉｗｔｓａｒａｅｙＭＥｈｏｏｙＴｅｐｅｅｉｈｅｈｌｓｏｃｉｅｓｃｃｅｓｔａｔｈｕｄｓｆｒｆｍｔｅｅｖｒｎｎａｍｐｃ、ｕｖｖｌｂｃｍｅｉｒｂｅｅｈｃｏａｃｌｒｔｎｈｎｉｓｏｌｕｅｒｈｎｉｍｅｔｌｏｏｉａｔＳｒｉａｅｏｓａｂｇｐｏｌｍｗｈｎｔｅｍｉｒｃｅｅａｉｏ
ｈｅｉｄｆｓｉｌｔｏｓａｅｐｅｅｔｄｉｏｅｐｃｓｆｍａｅｌｓｕｔｒａｄｐＴｒｅｋｎｓｏｈｅｄｍｅｈｄｒｒｓｎｅｎｓｍｅｒｓｅｔｏｔｒａ，ｔｃｕｎａｋｇ，ｕｈａｄｐｉｇｉｒｅｃａｅｓｃｓａｏｔｎｔｅｔｕｈｍｅａｎｔａｆｈｒｔｉｃｎｔｆｂｃｔｅｓｉｈｃｉａｏｔｇｂｆｒｍａｅａａｅｓｔｈｈｏｇｔｉｓｅｄｏｅｂｔｅｓｌｏｏａｒａｅｔｗｔｈｐ，ｄｐｉｕｅｔｒｌｔｗｒｐｔｗｃｌｔｉｌｉｉｈｃｎｉｏｈｉｃｉｎｅｄｎｉａｏｔｇｔｅｓａｎｅｓｓｅｌｔａｒａｅｔｅｐｃａｅｓｅｌｓｒｃｕｅＴｅｓｉｌｒｂｅｉｈｐａｄｌａｉｇｗｒｄｐｉｈｔｉｌｓｔｅｏｆｂｃｔｈａｋｇｈｌｔｔｒ．ｈｈｅｄｐｏｌｍｓｅ，ｎｉｕＳｌｅ／ｈｈｅｉｄｆｍｅｈｄ．ｅｔｈｗｌｋｎｓｏｈｅｄｍｅｈｄｒｆｃｉｅＯｖｄｖｔｅｔｒｅｋｎｓｏｔｏｓＴｓｏｓａｉｄｆｓｉｌｔｏｓａｅｆｔ．ａｓｌｅｅｖＫｅｒｓａｃｌｒｔｎｓｔｈｉｈｉａｔｈｅｄｙｗｏｄ．ｃｅｅａｉｗｉ；ｈｇｍｐｃ；ｓｉｌ；ＭＥｏｃＭＳ

高g值加速度计的设计与冲击特性分析

高ｇ值加速度计的设计与冲击特性分析
石云波，朱政强，刘晓鹏杜康刘俊，，
（．１中北大学电子测试技术国家重点实验室，西太原００５；山３０１２中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，西太原００５）．山３０１
第３Ｏ卷
第３期
爆
炸
与
冲
击
Ｖｏ．１３０．ＮＯ．３
Ｍａｙ，２００１
２１００年５月
ＥＸＰＬ０Ｓ１ＮＮＤ０ＡＳＨ０ＣＫＡＶＥＳＷ
文章编号：１０－４５２１）３０２４０１１５（Ｏ００ — ３９０
ＫＯＨ腐蚀后形成的完整性，以及结构参数对应力等的影响，用ｊ京大学微电子研究所的标准加工工艺进行加工。加采Ｅ
工好的加速度计芯片如图２所示，体为 “ 字形梁岛结构，料为单晶硅。结构的中心为活动质量块，寸为８０“ 整田” 材尺０ｍ
左右；构受到２０ｇ冲击后完好且输出信号正常，有效满足高冲击、烈振动场合的特殊测试要求，结 ×１能强可以应用于侵彻系统。
关键词：爆炸力学；过载能力；ｐｉｏ抗Ｈｏｋｎｎ杆；ｇ值加速度计；岛结构ｓ高梁

MEMS高g加速度传感器高过载能力的优化研究

石云波，李平，朱正强，刘俊，张晓明
００５）３０１
（中北大学电子测试技术重点实验室，太原
摘要：设计的ＭＭ高ｇＥＳ加速度传感器抗高过载能力差，将导致在冲击等恶劣环境中应用时结构易破坏。通过
分析传感器结构对其抗过载能力的影响，及在高冲击测试中传感器结构损坏情况的统计，出了一种新颖的优化高ｇ提加速度传感器抗高过载能力的方法。该方法是在结构最易断裂的梁根部和端部添加倒角，以分散在冲击作用下传感器结构这些部位受到的应力，进而提高加速度传感器的高过载能力，并从理论仿真分析了该方法的可行性。最后利用Ｈｐｉｓｎｏｋｎｏ杆测试方法对优化前后的加速度传感器进行冲击测试，测试结果表明，加速度计的抗高过载能力从１０００ｇ高到２０８０提４００ｇ说明该优化方法显著，０，明显提高了该类加速度传感器的抗高过载能力，设计的加速度传感器达到了较理想的抗高
Ｆｉ１ｇ．Ｔｈｔｔｒｆｈｇｇａｃｌｒｔｏｅｓｒｅｓｕｃｕｅｏｉｈ— ｃｅｅａｉｎｓｎｏ
采用标准加工工艺加工设计的加速度传感
器，过Ｈｐｉｓｎ杆测通ｏｋｎｏ
试高ｇ加速度传感器的
的高过载压阻式加速度传感器７７Ａ频响可ห้องสมุดไป่ตู้到２０２０，０
基金项目：山西省青年学术带头人资助和新世纪优秀人才支持计划资助收稿日：００— ５一Ｏ修改稿收到日：１０ — ６期２１０ｔ期２０— ７１０第一作者石云波男，博士生，副教授，７１２年生９

冲击载荷作用下压阻式微加速度计的动态力学响应研究

（１．中国工程物理研究院电子工程研究所５０２室，四川绵阳６２１９００；２．西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室防护结构响应与设计研究室，四川绵阳６２１０１０）
ｅｘａｍｐｌｅｓｆｏｒｃｒｅａｔｉｎｇｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓ，ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｙｐｉｃａｌｐｉｅｚＯｒｅｓｉｓｔｉｖｅａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓａｎｄｓｈｏｃｋｌｏａｄｓａｒｅ
ｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓｕｎｄｅｒｉｍｐａｃｔｌｏａｄｉｎｇｓｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓ
ｏｆｓｈｏｃｋ — ｌｏａｄｅｄｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓｃｏｕｌｄｔｈｕｓｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔａｋｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓｗｉｔｈｃｏｎｉｃａｌｈｅａｄｓｈａｐｅａｓ
摘要：针对目前判断器件的可靠性实验中存在成本高、周期长的问题，对微型压阻式加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应特性进行研究，获得微加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应规律。以锥形头部弹体为例构建动力学模型，对典型的微加速度计和冲击载荷工况进行理论研究，分析压阻式微加速度计在冲击载荷作用下的动态力学响应特性结果表明：压阻式微加速度计在冲击载荷下的响应由应力波的渡越时间、结构的本征振动周期及脉冲的持续时间这３个时间常数及其关系决定，可准确反应弹体所受冲击载荷的特性。关键词：压阻式微加速度计；冲击载荷；力学响应；可靠性

基于冲击响应谱高速列车设备冲击环境特性分析

第53卷第5期2022年5月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.5May 2022基于冲击响应谱高速列车设备冲击环境特性分析豆硕，刘志明，王文静，李强，毛立勇(北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京，100044)摘要：为准确描述列车设备受到的冲击环境，基于冲击响应谱模型将基础冲击加速度作用到一系列固有频率变化的单自由度系统上，采用系统的最大响应间接地描述冲击载荷。

首先，对半正弦、梯形、前峰锯齿和后峰锯齿等经典脉冲型冲击加速度进行响应谱分析；其次，对线路实测的高速列车车体、转向架和车轴装设备的加速度振动环境，与IEC61373规范对应的半正弦冲击加速度的响应谱进行对比；最后，提出一种冲击响应谱时域合成方法，通过优化小波的幅值和相位参数使合成的冲击加速度满足目标响应谱精度要求，并反映冲击环境的方向特征。

研究结果表明：脉冲型冲击加速度具有相同的响应谱特性，在低频区，加速度响应谱斜率为6dB/Oct ，速度响应谱为水平的恒速线；在高频区，正值和负值响应谱不等，在不同方向上具有不同的冲击效果；现有规范对于车体、转向架和车轴装设备存在低频过试验问题，转向架和车轴装设备同时存在高频欠试验问题，列车设备受到的均为对称冲击环境，脉冲型冲击加速度不能反映列车设备对冲击环境方向的要求；合成的冲击加速度能精确匹配目标响应谱，可以满足3dB 误差要求，更接近真实的冲击加速度瞬态波形。

关键词：高速列车设备；冲击环境；冲击响应谱；冲击加速度；时域合成中图分类号：U270.12文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2022）05-1843-12Analysis of shock environment characteristics of high-speed trainequipment based on shock response spectrumDOU Shuo,LIU Zhiming,WANG Wenjing,LI Qiang,MAO Liyong(School of Mechanical,Electronic and Control Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)Abstract:To accurately describe the shock environment of train equipment,the shock acceleration was applied to a number of single-degree-of-freedom (SDOF)systems with variation of natural frequency,and the maximum response of the SDOF systems was used to describe the shock load indirectly.Firstly,the shock response spectrum (SRS)characteristics of classical impulse accelerations were analyzed,such as half-sine,trapezoidal,initialpeak收稿日期：2021−09−08；修回日期：2021−12−05基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(11790281)；国铁集团科研计划课题资助项目(P2019J001)(Project(11790281)supported by the National Nature Science Foundation of China;Project(P2019J001)supported by China State Railway Group Co.,Ltd.)通信作者：刘志明，博士，教授，从事疲劳可靠性研究；E-mail:****************.cnDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.05.029引用格式：豆硕,刘志明,王文静,等.基于冲击响应谱高速列车设备冲击环境特性分析[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(5):1843−1854.Citation:DOU Shuo,LIU Zhiming,W ANG Wenjing,et al.Analysis of shock environment characteristics of high-speed train equipment based on shock response spectrum[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(5):1843−1854.第53卷中南大学学报(自然科学版)sawtooth and final peak sawtooth shock pulse.Secondly,the acceleration response spectrum of high-speed train body,bogie and axle mounted equipment measured on the line were compared with that of the half sine shock acceleration corresponding to IEC61373specification.Finally,a time domain synthesis method of SRS was proposed by optimizing the amplitude and phase parameters of wavelet,which can satisfy the precision of target SRS and reflect the direction characteristics of shock environment.The results show that the acceleration shock pulses have the same response spectrum characteristics.In the low frequency range,the slope of the acceleration response spectrum is6dB/Oct,and the velocity response spectrum is horizontal constant speed line.In the high frequency region,the positive and negative response spectrums show that the acceleration shock pulses have obviously different shock effect in different directions.Moreover,the existing shock resistant specification for car body,bogie and axle mounted equipment have the problems of over test in the low frequency range,and bogie and axle mounted equipment have the problems of fewer test in the high frequency range.The high-speed train equipment is subjected to symmetric shock environment and the specifications can't meet the requirements of shock direction.The synthesized shock acceleration can accurately match the target response spectrum,meet the requirement of3dB error,and is closer to the real acceleration shock waveform.Key words:high-speed train equipment;shock environment;shock response spectrum;shock acceleration;time domain synthesis高速列车在全寿命服役周期中，除了受到正常工况下的稳态激励，还会经历复杂的冲击环境，如列车高速通过道岔、轨缝、变坡点等时会产生超常的冲击载荷，从而引起设备故障[1]。

MEMS加速度计在环境载荷下的可靠性研究的开题报告

MEMS加速度计在环境载荷下的可靠性研究的开题报告一、研究背景和意义随着微电子技术和微加工工艺的发展，MEMS（微机电系统）技术得到广泛应用，特别是MEMS加速度计应用广泛，例如航空航天、自动化控制、医疗器械、消费电子等领域。

但是，MEMS加速度计在实际使用过程中会受到多种环境载荷的影响，如温度、震动、冲击等。

这些环境载荷会严重影响MEMS加速度计的性能和可靠性，因此对于环境载荷下的MEMS加速度计的可靠性研究十分重要。

二、研究目标和内容本研究旨在探究环境载荷对MEMS加速度计的影响，以及如何提高MEMS加速度计的可靠性。

具体研究内容包括以下几个方面：(1) 分析MEMS加速度计在常见环境载荷下的应力情况，确定其影响因素；(2) 建立MEMS加速度计环境载荷模型并进行仿真分析；(3) 实验研究MEMS加速度计在不同环境载荷下的性能表现，分析其可靠性；(4) 提出改进措施和方法，提高MEMS加速度计在环境载荷下的可靠性。

三、研究方法和技术路线本研究采用理论分析、建模仿真和实验研究相结合的方法，具体技术路线如下：(1) 理论分析：通过文献综述和实验结果分析，确定MEMS加速度计在环境载荷下的关键影响因素，进行应力分析和力学模型的建立。

(2) 建模仿真：根据理论分析的结果，建立MEMS加速度计环境载荷模型，使用有限元方法进行仿真分析。

(3) 实验研究：设计并制备MEMS加速度计样品，进行环境载荷下的实验测试。

(4) 分析反馈：分析实验结果和仿真结果，提出改进措施和方法，最终达到提高MEMS加速度计在环境载荷下的可靠性的目标。

四、论文结构和章节安排本文共分五个章节，安排如下：第一章：绪论，介绍研究背景和意义、研究目标和内容、研究方法和技术路线、论文结构和章节安排等。

第二章：MEMS加速度计原理和常见类型介绍，包括MEMS加速度计的工作原理、MEMS加速度计的基本结构、MEMS加速度计的常见类型等。

第三章：MEMS加速度计环境载荷的理论分析和建模仿真，包括MEMS加速度计在环境载荷下的应力分析、MEMS加速度计环境载荷模型的建立、使用有限元方法进行仿真分析等。

冲击试验过程中对试验结果产生影响的因素分析

冲击试验过程中对试验结果产生影响的因素分析摘要：冲击试验用于考核产品在寿命周期内可能经受冲击环境下的结构和功能特性。

1 传感器（冲击加速度计）对冲击结果的影响1.1传感器误差对冲击试验结果的影响传感器的工作原理是将所探测、接受到的指令信号传递给实验设备，并监视、控制和反馈试验设备所返回的信息，是一种指令传输工具。

在冲击试验过程中,传感器的作用是将试验人员所设定的试验参数传输到冲击设备上，冲击设备在接收道指令后开始冲击并反馈所检测到的实际冲击数值,试验人员便可根据数值误差进行相应的参数调试.能否准确的传输冲击试验指令，传感器自身的精确度是关键.精密且灵敏度较高的高等级传感器会准确的传输冲击试验参数指令，但弊端是外界的其他干扰可能也会对其指令的传输造成一定的影响;粗糙且灵敏度较低的传感器在传输指令过程中可能会发生折损，无法准确的传递指令信号;所以精密且灵敏度适中的传感器是冲击试验最为合适的传感器。

传感器应根据冲击设备的精度选取实验室应优先选择有质量保证的专业厂家生产的精密且与试验设备类型和精密度相匹配的传感器.1.2 传感器的安装位置对冲击试验结果的影响在实验过程中首先应使台面质量分布均匀，然后使传感器位置靠近试验样品或安装在台面中心处,以真实准确的将控制系统发出的冲击加速度值和脉冲持续时间等冲击参数信息传递给受试样品,反之传感器距离受试样品后台面中心越远，失真率就越高.建议实验室在进行产品冲击试验时，根据产品结构特点和设备性能，可将传感器安装在受试产品的位置或台面中心处使台面质量分布均匀，具体以既能保证传感器传输数据的准确、又要保证传感器在冲击过程中不受损伤为宜.1.3 传感器的安装的牢固程度对试验结果的影响传感器在台面上的安装是否牢固直接影响着实验参数信息。

传感器应安装牢固传感器和传感器连接线之间应拧紧、不能松动，否则将影响信号的传递质量或在连续冲击过程中使指令信号突然中断,影响试验结果。

在日常试验过程中,应注意经常检查传感器和传感器连接线之间的连接紧固情况,多个产品连续使用冲击试验台，在每个产品试验前均应对传感器和其连接线的紧固情况进行检查，以防止其松动带来对加速度值和脉冲持续时间试验结果、冲击力对传感器损伤的影响。