微弱电容信号的离散频率测试方法及其硬件电路的实现 被引量：5

1

作者 刘俊 徐佩 石云波 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期500-504,共5页

硅微惯性器件的微弱电容信号检测一直是微机械研究领域的重要问题,其检测方法及集成电路的实现已成为制约微惯性器件发展的一个重要因素。利用频率信号抗干扰性好的特点将微弱电容信号转换成频率信号,提出了一种利用离散频率测试的方法... 硅微惯性器件的微弱电容信号检测一直是微机械研究领域的重要问题,其检测方法及集成电路的实现已成为制约微惯性器件发展的一个重要因素。利用频率信号抗干扰性好的特点将微弱电容信号转换成频率信号,提出了一种利用离散频率测试的方法对加速度信号进行测试,使得所测加速度可以通过各离散频率点与步长频率的倍数关系直接读出,并通过硬件电路实现了该方法,对实验结果进行了验证,与理论仿真结果很相符。 展开更多

关键词 仪器仪表技术 微惯性器件 微弱信号 离散频率 步长频率

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用于微惯性器件的ICP刻蚀工艺技术 被引量：7

2

作者 卓敏 贾世星 +1 位作者 朱健 张龙 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1381-1383,共3页

在微惯性器件加工中,ICP深硅刻蚀技术主要用于梳齿结构的释放.工艺试验中的梳齿结构的最细线条尺寸为2μm,刻蚀深度为40μm,刻蚀的深宽比为20∶1,接近刻蚀设备A601E的加工极限.为了提高刻蚀精度,减小根切和底切效应,本文介绍了一种实现... 在微惯性器件加工中,ICP深硅刻蚀技术主要用于梳齿结构的释放.工艺试验中的梳齿结构的最细线条尺寸为2μm,刻蚀深度为40μm,刻蚀的深宽比为20∶1,接近刻蚀设备A601E的加工极限.为了提高刻蚀精度,减小根切和底切效应,本文介绍了一种实现微结构刻蚀的ICP分步工艺的新方法,采用不同的刻蚀工艺条件,初始阶段减小底切效应,减小线条损失,刻蚀的中间阶段保证刻蚀速度,刻蚀的最终阶段减小侧向刻蚀,提高结构释放的一致性.同时通过在刻蚀结构的背面生长200nm厚Al膜对等离子体的吸附作用减小了根切效应,提高了刻蚀的精度和结构释放的一致性. 展开更多

关键词 微惯性器件 ICP刻蚀 底切 根切 分步工艺

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自适应零速修正辅助的微惯性定位系统研究 被引量：6

3

作者 王云涛 钱伟行 +2 位作者 徐昊 郑婷婷 宋天威 《南京师范大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第4期14-19,共6页

针对GNSS失效情况下微惯性器件漂移大引起的定位精度低的问题,研究了一种多条件辨识零速时刻,基于速度信息构建观测方程的零速修正算法,以提高微惯性系统的定位精度.论文阐述了行人步态特性,在分析行人步态的基础上设计了基于加速度量... 针对GNSS失效情况下微惯性器件漂移大引起的定位精度低的问题,研究了一种多条件辨识零速时刻,基于速度信息构建观测方程的零速修正算法,以提高微惯性系统的定位精度.论文阐述了行人步态特性,在分析行人步态的基础上设计了基于加速度量测方差、加速度量测幅值和角速度量测能量的多条件零速检测方法,并针对室内外不同环境设置了自适应阈值.在此基础上,构建了速度信息为系统观测值的Kalman滤波器,在零速对姿态、速度及位置误差进行估计并修正.实验结果表明,基于上述自适应定位修正算法可有效增强零速检测的可靠性,抑制定位误差的累积,定位的精度是行进距离的1.32%. 展开更多

关键词 微惯性器件 零速修正 步态分析 Kalirnn滤波器

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平面S型微弹簧多轴向弹性系数分析 被引量：3

4

作者 程建建 聂伟荣 +1 位作者 周织建 黄庆武 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第4期4-6,共3页

针对在集中力作用下S型弹簧弹性系数理论公式不完善以及惯性力环境下弹簧弹性系数理论公式缺乏,推导了弹簧横向、纵向以及垂直方向弹性系数理论公式。利用仿真软件验证理论计算公式的正确性,分析得到在集中力作用下弹簧的弹性系数理论... 针对在集中力作用下S型弹簧弹性系数理论公式不完善以及惯性力环境下弹簧弹性系数理论公式缺乏,推导了弹簧横向、纵向以及垂直方向弹性系数理论公式。利用仿真软件验证理论计算公式的正确性,分析得到在集中力作用下弹簧的弹性系数理论值与仿真值相对误差小于0.3%,惯性力作用下的弹簧弹性系数理论值与仿真值相对误差小于2%。分析表明,弹簧横向弹性系数随着环境力的增大而减小;在纵向惯性力作用下,与锚点相连弹簧U单元弹性系数最小以及最大正应力最大;在垂直方向惯性力作用下,弹簧垂直方向弹性系数随质量块体积增大而减小。 展开更多

关键词 微惯性器件 平面微弹簧 多轴向弹性系数 惯性力 集中力

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微惯性测量组合与GPS组合导航技术 被引量：1

5

作者 孙晨 郭圣权 李栋 《机械管理开发》 2006年第2期83-84,86,共3页

分析了惯性导航系统和全球定位系统的优缺点;介绍了微惯性器件的发展及其用于惯性导航的前景;分析了由微惯性器件组成的捷联惯导与GPS组合导航的可行性;综述了GPS/INS组合导航的工作原理和关键技术。

关键词 惯性导航系统 微惯性器件 全球定位系统 组合导航

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基于硅-玻璃键合工艺的微惯性器件的材料热失配应力表征 被引量：2

6

作者 刘梦霞 秦强 +2 位作者 董显山 崔健 赵前程 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1715-1724,共10页

基于硅-玻璃键合工艺实现敏感结构和衬底相接是微惯性器件的主流工艺方案之一。硅和玻璃热膨胀系数不同,在惯性器件环境工作温度发生变化时,硅玻璃接触表面会产生热应力,该应力严重影响器件的性能。为了测量异质材料间的热失配应力以及... 基于硅-玻璃键合工艺实现敏感结构和衬底相接是微惯性器件的主流工艺方案之一。硅和玻璃热膨胀系数不同,在惯性器件环境工作温度发生变化时,硅玻璃接触表面会产生热应力,该应力严重影响器件的性能。为了测量异质材料间的热失配应力以及键合锚点尺寸对应力的影响,本文提出了一种以悬臂梁作为测试结构的锚点形变测量和数据处理方法,用于表征器件的工艺热失配应力。根据仿真结果将锚点设计成切块形式以减小最大应力和结构形变。测试结果表明,对于边长为600,400和200μm的锚点,悬臂梁相对锚点的平均离面位移分别为0.43,0.30和0.20 nm/℃;结果具有良好的重复性。该结果说明锚点热形变与锚点的大小直接相关,这对MEMS惯性结构以及工艺设计改进具有重要的意义。 展开更多

关键词 微惯性器件 热失配应力 悬臂梁 测量方法 离面位移

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高性能微惯性器件单片集成技术 被引量：1

7

作者 张照云 施志贵 +1 位作者 张慧 彭勃 《太赫兹科学与电子信息学报》 2014年第4期622-626,共5页

讨论了高性能微惯性器件单片集成技术。首先对单片集成MEMS技术的优势及面临的困难进行了讨论,并对目前主流的单片集成MEMS技术特点、工艺流程进行了介绍,最后,给出高性能微惯性器件单片集成技术的未来发展趋势。

关键词 微机电系统 单片集成 微惯性器件 表面微机械加工 体硅微机械加工

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基于二次谐波检测的电容式微惯性器件频率响应测试方法研究 被引量：1

8

作者 肖定邦 侯占强 +2 位作者 谢立强 吴学忠 李圣怡 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期70-74,共5页

针对电容式微惯性器件信号微弱、耦合噪声大的特点,提出了一种基于二次谐波检测的频率响应测试方法,详细介绍了该测试方法的基本原理,设计了基于此方法的频率响应测试系统,分析了测试系统中存在的误差,以本实验室研制的电容式微陀螺为... 针对电容式微惯性器件信号微弱、耦合噪声大的特点,提出了一种基于二次谐波检测的频率响应测试方法,详细介绍了该测试方法的基本原理,设计了基于此方法的频率响应测试系统,分析了测试系统中存在的误差,以本实验室研制的电容式微陀螺为测试对象,对该方法和传统的一次谐波检测方法进行了对比,结果表明,该方法能够有效地减小电路中耦合噪声对测试结果的影响,提高频率响应测试精度。 展开更多

关键词 二次谐波 频率响应 微惯性器件 微机电系统

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导电游丝超声波去装配应力过程的影响因素 被引量：1

9

作者 孙屹博 李芳 +1 位作者 苑宇 王晓东 《中国工程机械学报》 北大核心 2015年第5期436-440,共5页

基于超声时效成形研究了导电游丝在微惯性器件装配过程中的应力去除问题,应用有限元方法研究了导电游丝在超声波加载下的内部应力变化和整体结构的塑性应变状态,分析了超声波的振幅和频率两个因素对成形效率的影响规律,计算结果表明:导... 基于超声时效成形研究了导电游丝在微惯性器件装配过程中的应力去除问题,应用有限元方法研究了导电游丝在超声波加载下的内部应力变化和整体结构的塑性应变状态,分析了超声波的振幅和频率两个因素对成形效率的影响规律,计算结果表明:导电游丝的成形率随超声振幅的提高而增大,但超过一定阈值会引起局部形变过大的问题;超声频率同样对成形率有很大影响,提高频率可弥补低振幅下的能量不足.为导电游丝的超声去应力工艺提供了理论依据和数值参考. 展开更多

关键词 超声时效成形 微惯性器件 导电游丝 装配应力

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微惯性器件在导航工程中的应用研究 被引量：1

10

作者 张巍 孟士超 王喜龙 《舰船电子工程》 2009年第5期74-76,84,共4页

针对传统导航系统体积偏大、导航算法效率较低的缺陷,将微惯性器件应用于导航系统的设计,给出了基于DSP单片机技术的硬件设计,在此基础上对导航算法进行了优化,完成了微惯性导航系统的软硬件完整设计方案,对于微惯性器件在导航系统上的... 针对传统导航系统体积偏大、导航算法效率较低的缺陷,将微惯性器件应用于导航系统的设计,给出了基于DSP单片机技术的硬件设计,在此基础上对导航算法进行了优化,完成了微惯性导航系统的软硬件完整设计方案,对于微惯性器件在导航系统上的应用,以及导航系统算法优化在理论和实践上都具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 微惯性器件 DSP设计 导航算法优化

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平面S型等线宽与渐变线宽微弹簧弹性系数分析 被引量：1

11

作者 程建建 聂伟荣 +2 位作者 周织建 黄庆武 焦仁雷 《机械制造与自动化》 2014年第6期69-71,79,共4页

针对微惯性器件中平面S型等线宽弹簧的弹性系数理论计算公式尚未完善,利用力学能量法,推导出了弹性系数理论公式。在平面S型等线宽弹簧基础上,提出了S型渐变线宽弹簧并推导出了弹性系数理论计算公式。利用ANSYS仿真软件验证公式的正确... 针对微惯性器件中平面S型等线宽弹簧的弹性系数理论计算公式尚未完善,利用力学能量法,推导出了弹性系数理论公式。在平面S型等线宽弹簧基础上,提出了S型渐变线宽弹簧并推导出了弹性系数理论计算公式。利用ANSYS仿真软件验证公式的正确性。分析得到在集中力作用下,弹性系数相对误差小于3%;在惯性力作用下,其平均相对误差小于5%。分析表明,S型渐变线宽弹簧具有变形量与应力分布均匀、抗高过载的特性。研究结果为微惯性器件的优化设计提供了一定的理论参考。 展开更多

关键词 微惯性器件 S型弹簧 渐变线宽 等线宽 弹性系数

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复杂惯性敏感结构的矩阵解析建模方法

12

作者 高杨 苏伟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第9期30-32,36,共4页

微惯性器件的性能首先取决于其挠性支承结构的力学性能。高精度微惯性器件的需求与微加工的普及,使得微惯性器件的挠性支承结构趋向复杂,但主要体现为组合复杂性,提出了矩阵解析建模方法,论述了该方法的基本概念、刚度矩阵与弹性矩阵的... 微惯性器件的性能首先取决于其挠性支承结构的力学性能。高精度微惯性器件的需求与微加工的普及,使得微惯性器件的挠性支承结构趋向复杂,但主要体现为组合复杂性,提出了矩阵解析建模方法,论述了该方法的基本概念、刚度矩阵与弹性矩阵的坐标系变换和集总计算等问题,并结合实例简要说明了应用矩阵解析建模方法的基本步骤。 展开更多

关键词 微惯性器件 挠性支承结构 解析模型

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一种双轴姿态稳定平台的设计与实现

13

作者 吕天慧 蔡志娟 +2 位作者 朱红 朱如意 陈灿辉 《计算机测量与控制》 2016年第2期213-215,共3页

机载姿态稳定平台可隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,因此在航空遥感领域中有着广泛的应用前景;通过以微惯性传感器作为主要测量元件,以步进电机作为执行机构,构建了一种双轴姿态稳定平台,进行姿态的闭环控制,克服了传统陀螺稳定平... 机载姿态稳定平台可隔离载体角运动、精确跟踪当地水平面,因此在航空遥感领域中有着广泛的应用前景;通过以微惯性传感器作为主要测量元件,以步进电机作为执行机构,构建了一种双轴姿态稳定平台,进行姿态的闭环控制,克服了传统陀螺稳定平台造价昂贵、设计复杂的特点;试验测试结果表明,该平台可以实现对当地水平面的精确跟踪。 展开更多

关键词 微惯性器件 双轴姿态稳定平台 遥感

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基于机动性补偿的GPS／MEMS微惯性器件组合方法 被引量：1

14

作者 王松 战榆莉 +1 位作者 田波 李志峰 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期82-87,共6页

提出了一种新的GPS／MEMS微惯性器件组合方法，并根据组合结构的需求。设计了基于载体机动模型和卡尔曼滤波器的GPS信息滤波算法来获取由于载体轨迹机动引起的加速度，从而对基于MEMS微惯性器件的姿态测量算法进行载体机动性补偿，得到... 提出了一种新的GPS／MEMS微惯性器件组合方法，并根据组合结构的需求。设计了基于载体机动模型和卡尔曼滤波器的GPS信息滤波算法来获取由于载体轨迹机动引起的加速度，从而对基于MEMS微惯性器件的姿态测量算法进行载体机动性补偿，得到的姿态信息对GPS信号失锁不敏感，避免了传统GPS／INS组合方式在无GPS辅助时由于MEMS器件精度低而导致的姿态误差快速、无限增长的问题，而且运算量小，适合在微小型系统上实现。跑车试验表明，该新组合算法与传统GPS／INS组合相比，姿态精度略有下降，但远好于未作机动性补偿的MEMS微惯性器件的姿态测量算法。 展开更多

关键词 GPS/INS组合 MEMS微惯性器件 姿态估计 载体机动性补偿 卡尔曼滤波

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微机械惯性敏感器群的数据处理方法研究

15

作者 郝颖 李东明 谈振蕃 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2002年第S1期179-181,185,共4页

发挥硅微惯性传感器体积小、成本低的优势,采用了一种适用于不同精度情况下的多传感器数据处理方法,用以构筑测量同一参数的惯性敏感器群;最大程度地克服硅微惯性传感器的精度差的缺陷,形成比单一传感器更准确更完全的对被测物理量的估计。

关键词 数据处理 硅微惯性器件

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数字滤波器在微机械陀螺系统中的应用 被引量：7

16

作者 万彦辉 裴听国 戴世荣 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第9期56-57,共2页

给出了应用数字滤波技术改善微机械陀螺准确度的方法,提出了数字滤波器的设计方法,通过测试数据分析表明效果显著。

关键词 数字滤波器 微机械陀螺系统 准确度 微机械惯性器件

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基于MEMS捷联惯导系统的解算与误差修正方法 被引量：6

17

作者 贺元军 卢晓东 吕春红 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2010年第6期1364-1366,共3页

由于微机械惯性器件(MEMS)捷联惯导系统的惯组误差和漂移较大,加之弹体动态性能较高,因此在较短的时间内也会由于器件误差积累和模型算法误差引起很大的导航偏差;针对传统线性拟合方法对惯组建模时无法适应高动态弹体运动的不足,提出了... 由于微机械惯性器件(MEMS)捷联惯导系统的惯组误差和漂移较大,加之弹体动态性能较高,因此在较短的时间内也会由于器件误差积累和模型算法误差引起很大的导航偏差;针对传统线性拟合方法对惯组建模时无法适应高动态弹体运动的不足,提出了一种基于当前统计模型的惯组运动模型滤波方法,其通过对运动状态的有限转移建模可以较好地描述飞行器的高机动方式;此外采用了时间序列分析方法对惯组的误差和漂移进行了参数估计;最后通过仿真实验证明,采用当前统计滤波模型和时间序列分析方法进行MEMS捷联惯导系统解算结果要优于传统的线性拟合滤波方法。 展开更多

关键词 微机械惯性器件 捷联惯导 当前统计模型 时间序列分析

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微型捷联姿态系统的硬件设计 被引量：5

18

作者 唐大全 刘锦涛 张博 《自动化仪表》 CAS 2007年第1期15-18,共4页

对一种基于微机械惯性器件设计的捷联姿态系统硬件结构进行了介绍。该系统主要由ADXRS150微机械陀螺仪、ADXL202E加速度计、MAX125的14位A/D转换器、8253定时/计数器及TMS320VC5509 DSP组成。说明了微陀螺仪与加速度计的基本性能及使用... 对一种基于微机械惯性器件设计的捷联姿态系统硬件结构进行了介绍。该系统主要由ADXRS150微机械陀螺仪、ADXL202E加速度计、MAX125的14位A/D转换器、8253定时/计数器及TMS320VC5509 DSP组成。说明了微陀螺仪与加速度计的基本性能及使用方法、数据的采集与校正的方法,并对A/D转换的精度及DSP的性能进行了分析。实验证明,MEMS惯性器件虽精度较低,但仍能满足捷联姿态系统的性能要求,MAX125的14位A/D转换器转换速度及TMS320VC5509 DSP处理速度很快,均满足捷联姿态系统的实时性要求。 展开更多

关键词 捷联姿态系统 微机械惯性器件 数据采集 数字信号处理器

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石英微机械振动陀螺振子的失效分析 被引量：3

19

作者 荣丽梅 常嗣和 +1 位作者 姬红 阮世池 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期620-621,共2页

关键词 微机械惯性器件 振动惯性技术 微电子技术 石英微机械振动陀螺振子 晶体表面加工技术

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SINS/GPS组合导航系统电路设计 被引量：3

20

作者 王震宇 伊国兴 +2 位作者 蒋蔚 沈博昌 李远伟 《控制工程》 CSCD 2008年第3期313-315,共3页

介绍了基于微机械惯性器件和全球定位系统(GPS)的组合导航系统电路设计。根据组合导航系统工作的特点和控制的要求,设计了基于TMS320F2407的信息采集处理模块和基于TMS320VC33的组合导航计算模块,给出了以双口RAM作为共享存储器的设计... 介绍了基于微机械惯性器件和全球定位系统(GPS)的组合导航系统电路设计。根据组合导航系统工作的特点和控制的要求,设计了基于TMS320F2407的信息采集处理模块和基于TMS320VC33的组合导航计算模块,给出了以双口RAM作为共享存储器的设计方案。实际应用表明,该电路设计方案达到了导航系统的指标要求,并具有体积小、重量轻、功耗低、成本低等诸多优点。 展开更多

关键词 组合导航 微机械惯性器件 数字信号处理器 双口RAM

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