基于MEMS的三轴加速度传感器研制

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基于MEMS技术生产的微机械压阻式加速度计具有制作工艺简单、温度系数小、稳定性好、阻尼系数容易控制等优点,因而得到了广泛的应用。因此,对其进行研究具有重要的理论意义及应用价值。  首先,本文介绍了几种常见的基于MEMS技术的加速度传感器,并分析了其测量原理。以国外性能优良的MEMS加速度传感器为基础,自主设计外围辅助电路,包括基准电源设计、低通滤波器的选用、信号的放大和调理工作,自主研发出性能可靠的MEMS三轴加速度传感器,并对实际应用中的安装工艺和抗干扰问题进行了专门的研究。  其次,本文对所设计的三轴加速度传感器进行了可靠性分析和设计。依据可靠性理论,把电子设备抽象为不可修复系统的串联结构,并计算整个传感器的可靠度和平均寿命。然后进行了故障模式影响分析和降额设计,这些措施对于完善设计,预防和纠正可能发生的错误将起到非常有效的作用。  最后,对样机进行了灵敏度、线性度、幅频特性等各项性能测试,验证传感器是否满足设计要求的性能指标,并通过温度循环、随机振动、低、高频正弦振动等环境应力筛选试验,尽量揭示并排除了产品的早期故障,使出产产品可靠性提高。  通过本课题的研究,形成了一种成熟的三轴加速度传感器,满足了市场对测振传感器的需求。
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