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本文研究了一种硅微机械气流式加速度计,其工作原理是利用热敏电阻丝敏感密闭腔体中温度场和流场的变化,来实现加速度测量。它是一种结合了微机械加工技术的气流式惯性器件,具有体积小,功耗低,抗冲击能力强等优点。
作为硅微机械气流式加速度计的核心检测元件,本文分析了热敏电阻丝的测量原理和选择方法。在分析自然对流和强迫对流的基础上,解释了气流式加速度计的工作原理和敏感元件的结构原理。根据硅微机械气流式加速度计敏感元件的结构特点,建立了敏感元件的有限元模型,求解出敏感元件内的流场分布,解释了硅微机械气流式加速度计的敏感机理,分析了结构尺寸和热源温度对硅微机械气流式加速度计输出的影响。
本文还对硅微机械气流式加速度计进行了工艺研究。给出了敏感结构的加工工艺和封装技术。设计了信号处理电路,并利用单片机技术,在事先通过实验获得传感器输出加速度与温度关系的基础上,用温度传感器跟踪环境温度变化,通过单片机对加速度计进行零位、灵敏度和线性补偿,提高了硅微机械气流式加速度计的稳定性、灵敏度和线性度。
最后,对进一步工作的方向进行了简要的讨论。