微機械慣性傳感器檢測平臺的設計與應用(doc10)-文庫吧
2025-04-17 19:44 本頁面
【正文】 中國最龐大的下載資料庫 (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 如果您不是在 網(wǎng)站下載此資料的 , 不要隨意相信 . 請訪問 3722, 加入 必要時 可將此文 件 解密 在 MMG檢測技術中，利用電容傳感器敏感試驗質(zhì)量片在哥氏力作用下的振動角位移，獲取輸入角速率信號。由于陀螺儀的尺寸微小，為了得到 10176。/h 的中等精度，要求電容測量分辨率達到（ 10 15）～ (110 18)法拉。因此，對于微機械加速度計和向機械陀螺 儀來說，檢測試驗質(zhì)量和基片之間的電容變化是一個關鍵技術。目前在 MMG 中采用的微電容檢測方案有三種：開關電容前在 MMG 中采用的微電容檢測方案有三種：開關電容電路、單位增益放大電路和電荷放大電路。 開關電容電路 其基本原理是利用電容的充放電將未知電容變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出。該測量電路包括一個電荷放 大器、一個采樣保持電路以及控制開關的時序，如圖 2所示。 在測量過程中，先將未知電容（ C C2）充電至已知電壓 Vref，然后讓其放電。充、放電過程由一定時序控制，不斷重復，使未知電容總處于動態(tài)的充放電過程。 C 中國最龐大的下載資料庫 (整理 . 版權(quán)歸原作者所有 ) 如果您不是在 網(wǎng)站下載此資料的 , 不要隨意相信 . 請訪問 3722, 加入 必要時 可將此文 件 解密 C2連續(xù)地放電，電流脈沖經(jīng)過電荷放大器轉(zhuǎn)換為電壓。再經(jīng)過采樣保持器，得到輸出 Vc。將公 式 ΔC=2C0x/d0代入，可得電容檢測電路的傳遞函數(shù)為： Vc/x=[2VrefC0/Cfd0] 單位增益放大器電路 AD 公司與 聯(lián)合開發(fā)的 ADXL50（ 5g 的微機械加速度計）采用了單位增益放大電路。 圖 3是單位增益放大器的等效電路。圖 3中， Cp 為分布電容， Cgs 為前置級輸入電容， Rgs 為輸入電阻。當載波頻率在放大器的通頻帶以內(nèi)時，前置級輸入電阻可忽略不計。由圖 3可午，前置級有用信號輸出為： （ VsVout） jω（ C0+ΔC） +(VsVout)jω（ C0ΔC） =Voutjω(Cp+Cgs)+Vout/Rgs ∵ Rgs→∞ ∴Vout=(2 ΔC/2C0+Cp+Cgs)Vs 分布電容 Cp 約為 10pF， 輸入電容 Cgs 約為 1～ 10pF，一般都大于傳感器標稱電容C0(1pF 左右 )。可以看出，它們的存在都極大地降低了電容檢測靈敏度。要提高電路靈敏度，就必須消除 Cp、 Cgs 的影響，通常采用的措施等電位屏蔽。 電荷放大器電路 電荷放大器電路如圖 4所示。它采用具有低輸入阻抗的反相輸入運算放大器。其中Cp表示分布電容， Cf為標準反饋電容， Rf 用來為放大器提供直流通道，保持 電路正常工作。應選取
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