微加速度传感器

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,去要,2,微加速度传感器的简介,微加速度传感器的分类及特点,典型微加速度传感器的制造工艺,微加速度传感器的发展趋势,微加速度传感器的简介,微加速度传感器的概况,微加速度传感器的原理,微加速度传感器的关键技术,微加速度传感器的概况,微电子机械系统MEMS)是在微电子技术,基础上发展起来的多学科交叉的新兴学科,它以微电子及机械加工技术为依托,范围涉,及微电子学、机械学、力学、自动控制学、,材料科学等多种工程技术和学科,是一个新,兴的、多学科交叉、多技术融合的高科技领,域,微加速度传感器的概况,基于MEMS技术的微型传感器是微机电系统,究中最具活力与现实意义的领域。微加速度传感器,作为微传感器的重要分支一直是热门的研究课题。,采用微机电技术制造的微加速度传感器在寿命、可,靠性、成本、体积和重量等方面都要大大优于常规,的加速度传感器,使得其无论在民用领域,还是在,军用领域都有着广泛的应用。在军用上可用于各种,飞行装置的加速度测量、振动测量、冲击测量,尤,其在武器系统的精确制导系统、弹药的安全系统,弹药的点火控制系统有着极其广泛的应用前景。,微加速度传感器的原理,惯性式加速度传感器的力学模型如下图所示。,XS,(a)无胆尼,(b)有阻尼,微加速度传感器的原理,加速度传感器一般用来检测振动。设被测振动为,Xs=Asinus,加速度为:,a=xs=-Aw2sinut,质量m的运动微分方程为,mx+c(x-xs)+k(x-xs)=0,其中,k为弹簧的刚度系数,c为阻尼系数,如令质量块的相对位移,代入微分方程,可得:,my+cy+ky=-mxs=mAw2sinwt,微加速度传感器的原理,则质量块位移的振动稳定解为,y=Sin(wt-p),其中,A入,屮= arctan,而,入,Onm,当固有频率远高出被测频率是,A很小,则加速度传,感器的输出值Y正比于被测物体加速度幅值。,微型加速度传感器的基本原理与上述相同,但有多种多,样的类型。,微加速度传感器的关键技术,微加速度传感器的关键技术,信号处理,频率响应,封装和阻尼,横向灵敏度,信号处,由于硅微加速度传感器的加工采用了与,集成电路工艺兼容的制造工艺,将传感元件,和信号处理电路集成在同一器件上,制造出,“灵巧”传感器,使传感器的性能大大提高,给传感器的使用带来了极大的方便。将来的,发展方向是除具有总合的上述功能外,还应,有信号开关、信号滤波、信号处理、数据转,换、存储和通讯等功能。,频率响应范围窄是现有的硅微传感器中,存在的一个重要问题。在硅微压阻式加速度,传感器中要扩大传感器的频响范围,就必须,提高梁的刚度或减小惯性质量,这就会使传,感器的灵敏度下降,而在其它传感方式(如电,容式、力平衡式和热加速度传感器等)中,除,上述原因外,传感方式本身限制了传感器的,频响范围。因此,改善频率响应特性是硅微,加速度传感器中的一个重要课题,