MEMS加速度计嵌入式批量自动化测试系统设计.pdf

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1、MEMS加速度计嵌入式批量自动化测试系统设计吴志强，等MEMS加速度计嵌入式批量自动化测试系统设计DesignoftheEmbeddedAutomatedBatchTestingSystemforMEMSAccelerometer关志琵卵锔朱砍华(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：针对MEMS传感器人工测试、筛选存在的工作效率低、易出错等缺点，设计了一种MEMS电容式加速度计嵌入式自动化测试系统。系统主要由嵌入式多通道数据采集模块及上位机组成，两者通过USB接口进行通信。为提高测试效率，嵌入式数据采集模块采用微控制器控制4片菊花链方式级

2、联的ADSl278，实现32通道模拟输出的同步采样。经测试，各通道有效分辨率均优于21bits，满足系统设计指标要求。应用虚拟仪器技术设计了应用软件。实测结果表明该系统可大大提高MEMS传感器测试、筛选的效率。关键词：自动化测试设备批量测试MEMS电容式加速计菊花链ADSl278中图分类号：TP216文献标志码：ADOI：10．16086／j．cnki．issnl000—0380．201509019Abstract：Consideringthedisadvantagesoflowefficiencyandon'Drproneinmanualtestinga

3、ndselectingofMEMSsensors．theembeddedautomatictestingsystemforMEMScapacitanceaccelerometerisdesigned．Thesystemmainlyconsistsofembeddedmulti-channeldataacquisitionmoduleandhostcomputer。andbothcommunicatewitheachotherviaUSBinterface．Inordertoenhancetestingefficiency。theembeddeddataac

4、quisitionmoduleadoptsmicro—controllertocontrol4daisychaincascadeADSl278，toimplementsynchronoussamplingof32·channelanalogoutputs．Thetestsshowthattheeffectiveresolutionofeachchannelisbetterthan21bitslandmeetsthedesignindexes．Theapplicationsoftwareisdesignedbyusingvirtualinstrumentte

5、chnology．TheresultsofpracticaltestindicatethatthesystemgreatlyenhancestheefficiencyoftestingandselectingMEMSsensor8．Keywords：AutomatictestingequipmentBatchtestMEMScapacitanceaccelerometerDaisychainADSl2780引言，MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造的新型传感器，具有体积小、质量轻、成本低、功耗小、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特

6、点，在汽车安全气囊系统、导航系统、防滑系统以及防盗系统等方面得到了广泛应用⋯。应用过程中，为提高效率，需对生产或采购的MEMS加速度计进行批量性能测试，以判别产品的主要性能是否合格或满足应用需求。目前，MEMS传感器测试、筛选工作大多依靠人工完成，工作效率低下，且容易出错心]。当然也有部分采用自动测试¨。o，但自动测试往往仅针对单一的传感器，无法实现批量自动测试口“o，而且所用的测试设备庞大、昂贵芦o，因此开发紧凑的批量自动化测试系统是MEMS加速度计应用过程中的迫切需求。本文采用测试工装夹具技术、模／数转换技术、嵌入式计算机技术、虚拟仪器技术，研制了一套

7、MEMS电容式加速度计嵌入式批量自动化测试系统。系统具修改稿收到日期：2015一Ol一06。第一作者吴志强(1982一)，男，2012年毕业于西北工业大学电磁场与微波技术专业，获博士学位，讲师；主要从事惯性传感器测试及惯性系统方面的研究。《自动化仪表》第36卷第9期2015年9月有成本低、体积小、人机界面友好等优点，可实现MEMS电容式加速度计批量自动化测试。1批量自动化测试系统总体设计1．1MESM电容式加速度计性能测试需求在采用MEMS电容式加速度计构成应用系统前，需对其性能进行全面评估，筛选出符合系统要求的加速度传感器。本文设计的自动化测试系统实现了

8、MEMS电容式加速度计零位稳定性、零位重复性及温度特性等静态性能的