动态测试中加速度传感器安装使用方法摸索及应用

动态测试中加速度传感器安装使用方法摸索及应用

作者：蒋宇

作者单位：中国工程物理研究院结构力学研究所

1.期刊论文范树新.李慧敏.于洪峰.袁丽冬加速度传感器热灵敏度漂移的动态测试-传感器技术2001,20(10)

介绍了加速度传感器热灵敏度漂移的动态测试系统组成和测试方法,分析了影响测试结果的主要因素.

2.期刊论文周滨.张守权.Zhou Bin.Zhang Shouquan加速度传感器热灵敏度漂移的动态测试-价值工程2010,29(33)

本文介绍了加速度传感器热灵敏度漂移的动态测试系统组成和测试方法,分析了影响测试结果的主要因素.

3.期刊论文李平.石云波.朱正强.杜康.刘俊.LI Ping.SHI Yunbo.ZHU Zhengqiang.DU Kang.LIUJun MEMS高g加速度传感器固有频率的

优化及验证-传感技术学报2010,23(3)

由于设计的MEMS高g加速度传感器固有频率低,导致测试过程中出现谐振现象.本文分析了传感器的特殊结构参数对固有频率的影响,提出了一种优化固有频率的方法.该方法通过减小质量块质量和优化梁厚度与长度的比例来调整传感器的固有频率,并通过理论仿真验证了该结构的固有频率从330 kHz提高到550 kHz,然后利用动态测试系统对优化前后的高g加速度传感器分别在20 000 g_n和150 000 g_n作用下测试输出信号.实验表明该优化方法提高了该类传感器结构的固有频率,明显消除了测试中的谐振现象.

4.学位论文祁晓瑾MEMS高g值加速度传感器研究2007

MEMS高g值加速度传感器是MEMS技术应用于引信侵彻过程惯性测试与控制的关键之一。本课题的主要任务是研制基于武器弹药系统高过载侵彻过程的引信用MEMS加速度传感器，主要技术指标有量程150000g；抗过载200000g。该项研究成果的应用必将为我国各种攻击性武器的研制、设计和定型起到积极的推动作用。

论文选择压阻式加速度传感器作为研究对象，首先建立结构的力学模型，在此基础上进行了结构的应力分析、频率分析及阻尼分析，从而完成结构参数的优化及确定，并利用sjmulink对已确定的结构进行二阶系统分析，包括正弦函数输入响应和冲击函数输入响应。运用有限元软件ANSYS对该加速度传感器结构进行了静态仿真、模态仿真和瞬态动力学仿真，仿真分析了加速度传感器的量程、安全系数、抗过载性能、频率响应、响应时间及200000g瞬态冲击下的幅值响应。确保该结构在200000g过载环境下可以安全可靠的工作。同时，根据静态应力仿真结果进行压敏电阻位置及结构参数的优化，从而完成传感器输出和灵敏度分析。

结合加工单位工艺特点，设计了结构版图和工艺流程，并对关键工艺进行讨论。然后对加工出的传感器样片进行初步的单芯片封装，最后通过马歇特对比冲击试验和霍普金森激光干涉冲击试验对传感器进行了初步动态测试及标定。

5.期刊论文郭书立.胡宏艳.姜洪一种利用加速度传感器进行测量的实验台-机械工程师2000(4)

介绍了测量悬臂梁固有频率的小型实验台加速度传感器的工作原理及其测量电路,并给出了该实验系统所用仪器及系统框图.

6.期刊论文贾晓娟.张斌珍.刘俊.薛晨阳.侯婷婷.谭振新.王杰.JIA Xiaojuan.ZHANG Binzhen.LIU Jun.XUE Chenyang.HOU Tingting.

TAN Zhenxin.WANG Jie GaAs基PHEMT加速度传感器的研究-传感技术学报2010,23(2)

PHEMT结构一种高电子迁移率品体管,以其高频和低噪声等方面的优越性,成为当今微电子领域中最活跃的研究主题之一.将其良好的力敏特性应用在加速度计方面更是成为前沿的研究方向.基于GaAs基PHEMT结构压阻效应,设计加工出一种悬臂梁式微加速度传感器,通过力作用在加速度计上,改变PHEMT结构漏极电流的输出,并通过外围测试电路来检测该电流变化,从而实现力电转换.文中,对其基本原理和结构设计进行阐述,并进行力学特性的研究.结果表明,在动态测试下.PHEMT结构的漏极输出电流与栅压、漏压之间的关系与静态测试Ⅰ-Ⅴ特性曲线保持一致.该加速度计具有良好的线性特性,经过测试在饱和区灵敏度为0.177 mV/g_n.

7.学位论文黄全平高量程微机械压阻式加速度传感器研究2002

高量程微机械压阻式加速度传感器在冲击测试、军用引信中运用相当广泛.高量程加速度传感器往往需要很宽的频带,例如高量程加速度传感器量程可以达到100,000g,灵敏度0.2∽0.4μV/gv,安装固有频率可以达到MHz量级、论文首先讨论了MEMS技术及几种常用的MEMS典型器件和该论文要用到的微机械加工技术.第二章讲述了单晶硅的破坏强度问题,并用微力微位移天平方法进行研究.得出了一些结论,为传感器的研制打下基础.第三章详细论述了具有双薄板梁岛结构的压阻式加速度传感器芯片的工作原理、分析了器件的静态、动态特性,用ANSYS模拟并进行了优化设计,在此基础上确定了传感器的结构参数.第四章详细讲述了双薄板梁岛结构压阻式加速度传感器芯片的版图设计、工艺实现以及框架的工艺实现,并进行了工艺的改进.第五章详细讨论了高量程加速度传感器的静态和动态测试,先后进行了自由落杆实验和Hopkinson杆实验,并在实验中得到了许多很有用的结论,对实验数据进行了处理,得到了比较好的数据.第六章在根据第五章测试结果中发现的问题,提出了一些改进的方案,对原双薄板梁岛结构进行了改进,在此基础上提出了一种新的结构,新的结构在性能上要比原有结构有了很大的改善.

8.期刊论文席占稳压阻式硅微型加速度传感器的研制-传感器技术2003,22(11)

利用微加工技术制作了压阻式硅微型加速度传感器,对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,单臂梁结构的加速度传感器的灵敏度为1μV/gn,双臂梁结构加速度传感器的灵敏度为1.6μV/gn,结果与理论设计值基本吻合.

9.期刊论文张建碧.Zhang Jianbi基于MEMS的硅微压阻式加速度传感器的设计-电子科技2009,22(10)

随着硅微机械加工技术(MEMS)的快速发展,各种基于MEMS技术的器件应运而生.文中首先对传感器结构及工作原理进行了简单介绍,给出了一种基于MEMS技术制作的压阻式硅微加速度传感器的结构和工艺,并对制作的加速度传感器样品进行了动态测试,测试结果表明实验与理论设计值相符.

10.学位论文王钻开微机械压阻式冲击加速度传感器研究2003

随着科技的发展,加速度传感器在工业应用中越来越得到广泛应用,比如设备的振动检测.传统的传感器往往很难满足上述要求,而微电子和微机械加工紧密结合的MEMS加速度传感器已经显示出了巨大的生命力.该论文主要针对微机械压阻式冲击加速度传感器,进行了设计,工艺制作,封装和测试.论文论述了固有频率和阻尼对传感器动态特性的影响,进一步介绍了微机械传感器中常用的阻尼模型,这些为传感器的设计打下了良好的理论基础.针对已开发的加速度传感器中存在的问题,设计了双质量块板结构加速度传感顺,对该结构进行了优化设计(灵敏度,频率和阻尼),而且实验证明了同一版图可以用于加工不同量程加速度传感器.在传感器的制备中,两种不同量程的器件(1＃传感器:满量程3000g,2＃传感器,满量程100000g)都一次投片得到实验样品,表现出较好的工艺可控性.论文对两种传感器分别进行了动态测试.得到1＃传感器在5V供电的情况下,灵敏度为48μV/g,谐振频率

33kHz.2＃传感器灵敏度为1.4μV/g,谐振频率220kHz.另外,对1＃传感器进行了静态测试和稳定性测试.并从封装应力和温度系数两方面对传感器的稳定性现象进行了论述.论文从应力波角度解释了决定输出脉宽的因素,从振动力学角度分析了不同安装条件对传感器响应的影响.从面得到只有当传感器的固有频率足够高,并且安装频率远大于输入频率时,传感器才能真实反映输入信号.

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下载时间：2011年3月9日