探讨加速度计微机械电容式加速度计自动标定及性能参数测试系统

论文导读：加快度传感器14-161.4.2变面积式电容微机械加快度传感器16-171.5论文内容安排17-19第2章微加快度计性能测试和自动标定办法19-262.1微加快度性能指标19-202.2加快度计性能测试办法20-242.2.1加快度计测量范围202.2.2加快度计零偏和零偏稳定性20-212.2.3加快度计标度因数和标度因数重复性21-222.2.4加快度计零偏不稳
摘要：近年来,随着微机电体系技术的迅速进展,使得传感器的微型化得到了长足进步，从微机械惯性传感器为代表的微加快度计运用更加广泛，如何对微机械加快度计进行标定和性能测试也是该方面探讨的重点内容之一。本论文给出一种基于虚拟仪器、数据采集模块和图形化编程语言LabVIEW的微机械电容式加快度计性能测试案例，并提出了自动标定与参数测试的相关算法。体系由计算机、分度台和温箱从及数据采集模块等硬件组成，微加快度计的相关数据经输出电路和数据采集模块传送到计算机，最后使用LabVIEW工具软件进行数据的分析处理、显示、存储从及报表打印，以而最终达到微机械加快度计自动标定及性能测试的目的。本文主要工作如下：（1）实现了数据采集模块与信号调理模块之间的通信。通过LabVIEW的SDW功能，使用数据采集模块的数字I/O端口模拟SPI协议，实现与信号调理模块的EEPROM通信，以而实现了对信号调理模块的可编程制约和输出信号的采集。（2）针对电容式加快度计的偏置电压和标度因数标定，简介了一种自动标定办法：三点静态标定法。在用户预设完偏置电压和标度因数后，采取三点静态标定法编写的LabVIEW运用软件，实现偏置电压和标度因数的自动标定。结果表明：通过多次自动标定，电容式加快度计标度因数的相对误差达0.79%。（3）参考加快度计相关测试标准，制定了电容式加快度计性能测试办法，建立了测试平台。根据该测试案例，对电容式加快度计性能进行了测试。测试结果表明：加快度计的标度因数为-66.489mv/g，零偏稳定性为1.536732mg，标度因数重复性为450ppm，零偏不稳定性为0.361mg，非线性度为0.2945%。关键词：电容式微加快度计论文标度因数论文自动标定论文零偏不稳定性论文
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Abstract5-9
第1章 绪论9-19

1.1 课题探讨背景9-10

1.1 微机械加快度计概述9

1.2 微机械加快度计的分类9-10

1.3 微机械加快度计的进展10

1.2 国内外探讨近况10-12

1.2.1 国外探讨近况11

1.2.2 国内探讨近况11-12

1.3 微机械加快度传感器基本工作原理12-14

1.4 电容检测式微机械加快度计14-17

1.4.1 变间距式电容微机械加快度传感器14-16

1.4.2 变面积式电容微机械加快度传感器16-17

1.5 论文内容安排17-19

第2章 微加快度计性能测试和自动标定办法19-26

2.1 微加快度性能指标19-20

2.2 加快度计性能测试办法20-24

2.1 加快度计测量范围20

2.2 加快度计零偏和零偏稳定性20-21

2.3 加快度计标度因数和标度因数重复性21-22

2.4 加快度计零偏不稳定性22

2.5 -1g～+1g 的非线性度22

2.6 温度特性22-24

2.3 加快度计偏置电压和标度因数自动标定办法24-25

2.4 本章小结25-26

第3章 微加快度计自动标定和性能测试体系设计26-37

3.1 体系设计26-27

3.2 基于 DAQmx 的数据采集体系27-28

3.3 原始信号的产生28-30

3.1 程控 720 型多齿分度台28-29

3.2 小型温度试验箱29-30

3.4 信号调理电路的设计30-33

3.4.1 调制解调工作模式31-32

3.4.2 MS3110 可行性分析32-33

3.5 数据采集卡33-36

3.5.1 本论文所用数据采集卡33-34

3.5.2 配置管理软件 MAX34-36

3.6 本章小结36-37

第4章 微加快度计偏置电压和标度因数自动标定 LabVIEW 实现37-46

4.1 三点静态标定法步骤37-38

4.

1.1 标定环境37

4.

1.2 电容差测量37

4.

1.3 积分电容 CF 测定37-38

4.

1.4 补偿电容 CS

1、CS2 测定38

4.5 数据存储38 4.2 三点静态标定法 LabVIEW 软件实现38-44
4.

2.1 LabVIEW 软件开发平台38-40

4.

2.2 自动标定办法的 LabVIEW 实现40-44

4.3 实验数论文导读：-566.3零偏不稳定性分析56-586.4-1g～+1g的非线性度分析58-596.5温度特性分析59-606.6本章小结60-61第7章总结和展望61-637.1总结617.2展望61-63参考文献63-67攻读硕士学位期间公开发表的论文67-68致谢68-69上一页12
据44

4.4 本章小结44-46

第5章 微加快度计性能及参数测试 LabVIEW 实现46-54

5.1 微机械加快度计性能参数测试软件总体设计46-47

5.2 微机械加快度计性能自动测试 LabVIEW 程序设计47-53

5.3 本章小结53-54

第6章 性能测试结果分析54-61

6.1 零偏稳定性分析54-55

6.2 标度因数和标度因数重复性分析55-56

6.3 零偏不稳定性分析56-58

6.4 -1g～+1g 的非线性度分析58-59

6.5 温度特性分析59-60

6.6 本章小结60-61

第7章 总结和展望61-63

7.1 总结61

7.2 展望61-63

参考文献63-67
攻读硕士学位期间公开发表的论文67-68
致谢68-69