微加速度计启动漂移特性研究与实验.pdf

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1、第24卷第10期传感技术学报Vo1．24No．102011年10月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS0ct．20l1CharacteristicResearchandEXrimentofMicroAccelerometerStartupDriftDAIGang，LIMei，DULianming，HEXiaoping，SUWei，SHAOBeibei『1．InstituteofElectronicEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，M

2、ianYangSwhuan621900，China)、2．DepartmentofEngineeringPhysics，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China，Abstract：Thebulksiliconmicroaecelerometerexiststheproblemoflongstart-uptimeandlargestart．updriftwhichcannotsatisfytherequirementoffaststart—upapplication．Inordertor

3、educethestart．uptimeofthemicroaecelerometer，thispaperresearchesonthestart-upcharacteristicofthemicroaceelerometer，analyzestheheatgeneratinganditsconductinthemicrostructureandthedetectioncircuitandestablishesthefiniteelementmodelf0rthethermalanalysis．Athermalresis

4、torwiththemicrostructureinsidethechippackagewasfabricatedtoverifytheanalysis．Finally，withaseriesofexperiment，itwasprovedthatthethermalconductionandtimedriftarethemainreasonofthemicroaceelerometerstartupdrift．Keywords：microaccelerometer；startupdrift；thermalanalysi

5、s；thermalconductionEEACC：7320E；7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2011．10．009微加速度计启动漂移特性研究与实验珠代刚，李枚，杜连明，何晓平，苏伟，邵贝贝}f，1．中国工程物理研究院电子_丁程研究所，四川绵阳621900；、2．北京清华大学工程物理系，北京100084J摘要：目前研制的基于体硅工艺的微加速度计存在着启动时间较长，启动漂移量较大的问题，难以满足某些需要快速启动的应用。为了减少微加速度计的启动时问，对微加速度计的启动漂移特性进行了研究。分析

6、了启动过程中微加速度计表芯自身发热，驱动和检测电路的发热的热传导和电路参数漂移的影响，并建立了包括电路的微加速度计有限元模型进行热仿真分析，为了验证分析的结果设计了内嵌热敏电阻的微加速度计，最后通过一系列的实验验证了微加速度计启动漂移主要是由于电路发热热传导和时间漂移共同作用所致关键词：微加速度计；启动漂移：热分析；热传导中图分类号：TH824．4文献标识码：A文章编号：1004～1699(2011)10—1416—06微加速度计在冷启动后其输出会经历数分钟时因此需要研究微加速度计的启动特性。当前的研究间才会稳定，这种漂

7、移量称为启动漂移，其中混合了主要集中于微加速度计温度特性的实验建模与补时漂和温漂两种现象。目前制造的基于体硅工偿一以及温度控制方法等方面[6-8]，对微加速度启艺的微加速度计其预热时间约为5min10min[动过程中的变化研究较少。漂移量约为全量程的0．02％一0．2％(50g量程典1启动过程微加速度计变化因素分析型值)。在引信或者飞行器的导航定位系统上应用时，往往没有这么长的准备时问，需要开机立刻开始启动过程中微加速度计产生变化的因素可分为使用，此时启动漂移会对输出造成较大的误差，表芯自身的发热．驱动和检测电路的发热至

8、表芯的项目来源：“十一五”国防预研项目收稿日期：2011—02—23修改日期：2011—07—02第10期代刚．李枚等：微加速度计启动漂移特性研究与实验1417热传导和驱动和检测电路的发热导致电路参数的本结构的微加速度计的相关参数为：=4V，漂移。09=200kHz，C=1。2pF。可以计算得到表芯内部首先分析微结构