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题名一种分时差分的频率调制MEMS加速度计
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作者
汪鹏
黄丽斌
丁徐锴
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机构
东南大学仪器科学与工程学院
东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期598-603,612,共7页
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基金
装备预研项目(50917020201)。
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文摘
为提升MEMS加速度计温度适应性,设计了频率调制和分时差分方法。基于静电刚度效应,将敏感质量块因加速度产生的位移变化调制成谐振频率的变化,兼顾了位移检测的温度系数较低与谐振频率检测不易受电路噪声干扰的优点,且采用单个谐振器在时间上通过刚度切换进行分时差分,从而降低零偏随温度的漂移。通过实验测得,在10 V调谐电压下,加速度计室温下的零偏稳定性为76.79μg。-40℃~60℃全温范围内经过分时差分后得到的频差全温变化量为-0.072 Hz,相较于单个刚度状态下的谐振频率变化约7.7 Hz,减小了约99%,验证了静电刚度频率调制和分时差分的有效性。
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关键词
MEMS加速度计
静电刚度频率调制
分时差分
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Keywords
MEMS accelerometer
electrostatic stiffness frequency modulation
temporal difference
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名静电负刚度调谐加速度计的力平衡闭环检测控制方法
被引量：3
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作者
张晶
刘雨东
王皓
苏岩
朱欣华
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机构
南京理工大学机械工程学院
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出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期374-380,共7页
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基金
江苏省自然科学基金(青年基金)(BK20190417)
南京理工大学自主科研专项(30920021110)
机械工程学院青年人才助推计划(309201B8805)。
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文摘
静电负刚度调谐加速度计(EFMA)在设计原理上具有兼顾电容式加速度计和谐振式加速度计相关优点的潜力。然而由于静电刚度对应的极板位移具有明显的非线性效应,使得EFMA在大量程应用中标度因数非线性较差,成为了当前制约EFMA量程提升的重要因素。基于EFMA频率输出的特点,推导了力平衡控制量并开展了力平衡控制环路的设计与研究;结合EFMA敏感器件完成实验室样机的调试与性能测试,对比了有、无力平衡闭环检测电路的量程与标度因数非线性,在保证EFMA零偏稳定性、标度因数稳定性不受影响的情况下将其标度因数从5 Hz/g提升到了24.5 Hz/g,量程从±1 g提升到了±25 g,结果验证了基于频率检测的力平衡闭环检测控制方法的可行性和优越性。
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关键词
静电负刚度调谐加速度计
闭环检测
力平衡控制
标度因数非线性
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Keywords
electrostatic negative stiffness frequency modulation accelerometer
closed loop detection
force balance control
scale factor nonlinearity
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分类号
U666.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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