石英谐振加速度传感器芯片设计与仿真

分体式石英谐振加速度传感器在性能提升上受到装配误差等因素的影响较大,故提出一种全石英谐振加速度计芯片结构,包括下层的硅结构和上层的石英结构。下层的硅基底仅作为支撑结构进行加工制作,敏感单元为全石英材料,硅结构与石英结构键合到一起,结构加工完成后去除硅材料,以释放石英敏感单元。整体结构为中心对称,包括质量块、音叉结构、微杠杆结构和应力分配梁,芯片通过微杠杆结构来增大传感器的灵敏度,并通过应力分配梁使石英音叉两根振梁上的内应力均匀一致。通过仿真验证了设计的有效性,仿真的差动灵敏度为35Hz/g。     

新型高度对称压电式三轴加速度计的结构与仿真

单片压电式加速度计采用对称四边梁结构，中间放置一个检测质量块，定性与定量分析加速度计算结构，用定元法模拟静态模式，模拟分析不同加速度计的机械响应，模拟结果显示该加速计可以传感三个轴向模拟加速度，理想状态下X、Y、Z-轴向灵敏度约为21mv/g,15mv/g,和15mv/g。并且耦合灵敏度近似为零，与理论计算相符。某些结构优化后还能改善加速度计的性能。     

硅微谐振式加速度计结构设计与仿真优化

硅微谐振加速度计以高精度的频率信号输出成为硅微传感器的研制热点之 一。在分析硅微谐振式加速度计工作机理的基础上,采用一种新的基于双检测质量块和 谐振音叉低附加质量的硅微谐振式加速度计结构形式。运用ANSYS 对加速度计关键结 构尺寸进行仿真优化,明确了关键结构尺寸的变化对加速度计性能的影响规律。结果表 明：杠杆支撑梁长度、杠杆支撑梁宽度、杠杆支撑梁位置、音叉梁宽度、梳齿宽度和质 量块支撑梁宽度对整体结构性能影响最大。所设计的加速度计谐振基频约为21kHz,标 度因数为92Hz/g,在±30g 加速度输入下非线性达到0.322‰。     

硅谐振式加速度计(SOA)的技术及发展

硅谐振式加速度计（SOA）精度高,稳定性好,数字输出,且体积小,成本低,易于集成,是新一代的微小型加速度计,具有极佳的应用前景。介绍了SOA的结构原理和发展概况,从谐振器,微杠杆,加工工艺,改变刚度方式,激励和检测方式等几方面对SOA的关键技术进行了综述。分析了SOA的机械耦合,加工工艺误差,梁弯曲刚度非线性等三大技术难点,并提出解决方案。最后对SOA的发展趋势进行了展望。     

从1970至1995年的惯性导航技术发展概况

自１９７０年开始的这段时间，以集中精力推进新的导航技术的发展为其特点。由于今天几乎所有任务的性能需求都可以由２５年前的仪表加以满足，因而有理由提出这样一个问题，即什么因素驱动惯性技术的发展。对这个问题的回答也批了未来２５年技术发展可能走的道路和方向。干式调谐二自由度陀螺仪的出现与完善，光学陀螺、谐振陀螺、石英谐振加速度计及微机械硅仪表的兴起都受一个目的和一个需要的驱动，目的是提高惯性系统的寿命、降     

浅谈微加速度计的整流误差

为明确微机械加速度计在振荡输入过程中直流输出的情况,着重分析了静电力反馈电容式微加速度计振荡频率低于微加速度计带宽和在微加速度计带宽附近两种情况下的失衡机理。为说明微加速度计与传统加速度计的整流误差差异,对两种整流误差的情况进行了半定量计算。本文的结论说明了微加速度计与石英挠性加速度计等传统惯性仪表在整流误差方面的区别;在此基础上,引申出由于整流误差决定不同种类的微加速度计有着不同标定要求和适用范围的结论。     

石英挠性加速度计参数长期重复性技术研究

石英挠性加速计作为敏感载体加速度的关键器件,其参数的长期重复性直接决定着惯导系统的精度和性能。为了清楚石英挠性加速度计长期重复性机理,从胶粘剂性能变化和焊接应力变化两个方面分析了石英挠性加速度计偏值长期重复性机理;从胶粘剂性能变化和永磁材料稳定性两个方面分析了石英挠性加速度计标度因数重复性机理。在此基础上,提出了从结构优化、新型材料研究、稳定化处理和加速试验四个方面提高石英挠性加速度计参数长期重复性的建议,为开展高精度石英挠性加速计的研制提供了支撑。     

新型速率和加速度传感器

美国联信航宇公司正就客户对它研制的一种适用于惯性测量装置的新型数字式速率和加速度传感器的兴趣进行调研。这种仍处于研制初期的传感器采用科氏(Coriolis)加速度来测量速率。每个采用微机械加工称为FIX(微型)Sciras的硅科氏传感器包含两个作为单块结构一部分的加速度计,这两个加速度计以恒定频率的幅值抖动来感测科氏加速度。三个传感器以正交方式安排可精密测量三轴的线加速度和角速度。据公司称,若采用直接数字接口,传感器及转换精度为每小时几度。     

改进的高加速度,高性能固态加速度计

本文介绍了具有毫ｇ性能的单块固态晶体石英１２００ｇ振梁加速度计目前研制所取得的成就。做到这些意味着将类似应用领域中的仪表性能提高两个数量级。这项工程是为了支持美军导弹司令部先进动能导弹（ＡｄＫＥＭ）研制计划，这种微型捷联战术导航优质加速度计的性能目标包括：从２０ｇ软发射阶段、１２００ｇ助推阶段到低ｇ巡航阶段的加速度数据。本文在分析改进后的第二阶段仪表的物理特点、机械结构、应力分析、设计特点、装配问     

微机械加速度计发展现状浅析

自微机电系统（MEMS）技术以IC工艺为基础发展以来,微机械加速度计便作为其中一个耀眼的应用实例大放异彩。在国外,上世纪九十年代就有低精度微加速度计产品,同时国内也开始了相关研究。时至今日,微加速度计已经按高精度、中精度、低精度三个精度等级分别发展。以麻省理工大学（MIT）Draper实验室为代表的一些国外机构已经研制出10-7g级别的高精度微加速度计样机并尝试在潜射导弹、洲际导弹再入等方面取得应用,乃至将来替代高精度摆式积分陀螺加速度计（PIGA）;以COLIBRYS、Honeywell等公司为代表的商业机构,依托自身科研能力,致力于将中精度微机械加速度计推出量产化的单表和组合成品并推向低端军用和高端民用市场;以AD、ST等公司为代表的跨国公司,依托自身工艺线,推出大量的微机械加速度计,占领了消费电子市场。国内的研制分工也越来越细化,技术路线、行业分工、研究内容、需求牵引都越来越明确,其中压阻式、热对流式微机械加速度计已经产业化,微机械加速度计已有小批量的产品,硅微谐振式加速度计也显示了很好的发展前景。本文试对发展现状进行了简单评析。     

热气泡微机械加速度计

本文论述了一种以热气泡为主的微机械加速度计,技术上不同点在-t-]s~速度计中唯一可移动的元件是一个小的热气泡,在微型舱体中用高磁通量的加热器蒸发液体产生了该热气泡。分析和讨论了该传感器的基本物理特征,包括热量传递和液体流动。用数字仿真验证上述加速度计特性,并用特殊的测试设备演示该性能,其结果是响应良好,灵敏度高。     

用于军事系统的GPS／INS技术发展趋势

本文重点探讨的是军用平台与武器上的惯性敏感器、ＧＰＳ精度和考虑干扰问题的组合ＧＰＳ／ＩＮＳ系统及在未来可形成１ｍ精度的全球导航系统的技术发展趋势。对于惯性敏感器,将介绍适用于军用系统的、决定发展方向的敏感器技术,它们是：光纤陀螺、硅微机械陀螺、谐振梁和加速度计及硅微机械加速度。本文钭对未来几十年内用于军事领域内的惯性仪表及惯性系统作一展望。将描述标定的ＧＰＳ及观测精度,以及各个阶段的ＷＡＧＥ方法、     

用于硅微加速度计检测的差分频率电路设计

微机械加速度计以其具有体积小、成本低、易于集成和批量生产的特点越来越受到人们的关注。本文针对谐振式微加速度计微弱信号的检测问题,提出了一种新的微弱信号的检测方法,并且设计了相关的差分频率检测电路,该电路简单、精度高、易于集成、抗干扰性好,具有广阔的应用前景。     

硅微谐振加速度计的研究现状及发展趋势

硅微谐振加速度计具有体积小、 功耗低、 准数字量输出和精度提升大的优点,是一种具有良好应用前景的高精度MEMS惯性仪表.总结分析了近些年国内外在硅微谐振加速度计方面的研究现状,主要在结构设计及工艺、 测控电路设计等方面阐述了各自特点.最后,结合近些年MEMS惯性仪表的发展趋势,对硅微谐振加速度计晶圆级真空封装、 测控电路数字化、仪表补偿智能化3个发展方向进行了展望.     

硅加速度计

在技术武器系统，稳定控制、机器人和商业用途领域，正出现一些需要低成本，小尺寸、中等精度加速度计的市场。微型机械制造技术极其适合上述的需要，德雷珀实验室已开发了系列硅－硼硅酸玻璃加速度计，以适应上述需要。其中一项用途是用于一个监控飞行炮弹运动的系统中，它需要动态量程范围为１ｍｇ￣１００ｋｇ的抗冲击的加速度计；第二个感兴趣的领域是用于小加速度值的商业仪表中。研制方案已集中在使用电容检测器和力平衡型的微     

自测试谐振加速度计

本文描述了一种新型谐振式加速度计，该加速度计中的横梁和振动摆耦合为一体，且横梁受内置式压敏电阻激励后，传感摆的振动变化，加速度使振动摆偏移原始位置。造成传感器内部件特征应力变化，使谐振频率发生改变，本文着重研究谐振梁振动特征，在高振幅非线性区域，理论与实际地处理显示结果，该加速度计电-热干扰可以相互消除谐振传感原理保证了该传感器的准数字信号输出，高灵敏度以及完整的力学试验，先进的自动安全系统和电子伺服系统要求传感器结构可靠。传感器自测试性能，在运行中内部元件无需结构调整。自测试理论也可用于非谐振式结构的传感器。     

石英挠性加速度计标度因数受气压影响分析

石英挠性加速度计是惯导产品的核心器件之一,主要敏感载体运动中的加速度,为系统提供位置信息.加速度计具有力学敏感特性,其测量精度易受环境因素变化的影响.针对加速度计在不同地域测试时标度因数发生较大变化的问题,分离了加速度计异地测试过程中的时漂、温变、形变等多个环境因子后,提出了造成加速度计异地标度因数改变的主要原因是环境气压发生了较大变化.根据石英挠性加速度计的基本原理,结合加速度计检测质量摆的具体受力情况,对气压变化造成加速度计标度因数改变的机理进行了详细分析,给出了标度因数随气压变化的相对变化理论计算公式,经过验证试验,实测情况与理论分析结果一致,可以为石英挠性加速度计的优化改进提供参考依据,具有一定的工程应用价值.     

振动惯性加速度计（VIA）——一种高精度低成本的微型传感器

对于有标度因数精度要求的应用来说，振梁加速度计是一种很有吸引力的仪表。其工作原理基于：一个振动的梁在受到由加速度引起的压缩式拉伸的应力时其谐振频率将会改变。     

使用调制后的综合差分光学传感的微机械加速度计的比较性研究

本论文讲述了一种新型微机械加速度计的装配和特性，这种加速率计使用了一种新的传感技术，用调制后的综合差分光学传感（MIDOS），以探测它们检测质量的位移输出，此文讲述了混合电路装置的装配过程，这个装置由一个由铟撞击一个含有光电探测器的一个CMOS集成电路片而连接的总的微型机械部分和数字显示装置的电子线路组成，且装配了一些光电元件，并赋予它们特性。本文仔细讨论了光电元件间的差异以及它们测量特性间的比较（噪音等效加速度（NEA），带宽和线性），光电元件演示了带宽1KHz-4KHz，范围70（ug/√Hz)-1(mg/√Hz）的噪音等效加速度。     

平移、旋转加速度计

平移、旋转加速度计ＡＭＰ公司开发的ＡＣＨ—０４—０８加速度计可以测量单向旋转和双向平移的加速度．传感器为双列直插式，尺寸为１１ｍｍｘｇｍｍ，高度为Ｚｍｍ。由于装有２个ＥＰＲＯＭ，故可调节８级灵敏度．灵敏度调节范围：角加速度为０．２～Ｚｒａｄ／ｓ’；两...