单片三轴微加速度计优化设计与信号处理关键技术-机械工程专业论文.docx

国防科学 国防科学技术大学研究生院硕士学位论文 万方数据 万方数据 目 录 HYPERLINK \l _bookmark0 摘 要 i HYPERLINK \l _bookmark1 ABSTRACT ii HYPERLINK \l _bookmark2 第一章 绪论 1 HYPERLINK \l _bookmark3 1.1 课题的研究背景与意义 1 HYPERLINK \l _bookmark4 1.2 国内外研究现状 1 HYPERLINK \l _bookmark5 1.2.1 国外微加速度计研究现状 1 HYPERLINK \l _bookmark10 1.2.2 国内微加速度计研究现状 4 HYPERLINK \l _bookmark17 1.3 前人的工作 7 HYPERLINK \l _bookmark21 1.4 本文主要工作及内容安排 8 HYPERLINK \l _bookmark22 第二章 单片三轴微加速度计结构分析 10 HYPERLINK \l _bookmark23 2.1 微加速度计的结构与工作原理 10 HYPERLINK \l _bookmark24 2.1.1 总体结构 10 HYPERLINK \l _bookmark27 2.1.2 工作原理 12 HYPERLINK \l _bookmark29 2.2 双倾斜悬臂梁支撑结构的力学分析 13 HYPERLINK \l _bookmark30 2.2.1 等效简化受力模型 13 HYPERLINK \l _bookmark37 2.2.2 ANSYS 仿真验证 19 HYPERLINK \l _bookmark42 2.2.3 灵敏度与各尺寸的关系分析 21 HYPERLINK \l _bookmark46 2.3 本章小结 23 HYPERLINK \l _bookmark47 第三章 单片三轴微加速度计工艺优化 24 HYPERLINK \l _bookmark48 3.1 微加速度计原加工工艺及存在的主要问题 24 HYPERLINK \l _bookmark49 3.1.1 总体工艺流程 24 HYPERLINK \l _bookmark51 3.1.2 关键加工工艺 24 HYPERLINK \l _bookmark54 3.2 预埋掩膜 26 HYPERLINK \l _bookmark55 3.2.1 预埋掩膜工艺 26 HYPERLINK \l _bookmark60 3.2.2 改进前后实验结果对比 28 HYPERLINK \l _bookmark63 3.3 中心支撑封装结构 29 HYPERLINK \l _bookmark64 3.3.1 封装工艺 29 HYPERLINK \l _bookmark68 3.3.2 改进前后实验结果对比 30 HYPERLINK \l _bookmark71 3.4 本章小结 31 HYPERLINK \l _bookmark72 第四章 单片三轴微加速度计的信号处理与解耦算法 33 第 I 页 HYPERLINK \l _bookmark73 4.1 微加速度计的信号检测原理与方法 33 HYPERLINK \l _bookmark74 4.1.1 微弱电容信号检测的几种方法 33 HYPERLINK \l _bookmark75 4.1.2 电容检测原理 34 HYPERLINK \l _bookmark77 4.2 测控电路的硬件与软件设计 35 HYPERLINK \l _bookmark78 4.2.1 电路设计的总体思路 35 HYPERLINK \l _bookmark81 4.2.2 电路硬件设计 36 HYPERLINK \l _bookmark84 4.2.3 上位机程序设计 37 HYPERLINK \l _bookmark88 4.3 信号解耦算法 40 HYPERLINK \l _bookmark89 4.3.1 传感器的特性矩阵 40 HYPERLINK \l _bookmark90 4.3.2 加速度计标定算法 40 HYPERLINK \l _bookmark94 4.3.3 加速度计标定流程 43 HYPERLINK \l _bookmark96 4.4 本章小结 43 HYPERLINK \l _bookmark97 第五章 单片三轴微加速度计的测试 44 HYPERLINK \l _bookmark98 5.1 测试系统 44 HYPERLINK \l _bookmark102 5.2 标定测试 45 H