MEMS高量程加速度传感器的动态特性分析.pdf

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1、第25卷第10期传感技术学报V01．25No．102012年10月CHINESEJOlURNALOFSENSORSANDACTUATORS0ct．2012DynamicCharacteristicAnalysisofMEMSHigh-RangeAccelerometerPANLongli，SHIYunbo’，ZHOUZhijun，SHANGXiaoliang。，LIUJun’(1．ScienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLaboratory，NorthUniversityofChina，Taiyuan

2、030051，China；2．KeyLaboratoryofInstrumentationScience＆DynamicMeasurementofMinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China；3．BeijingHongSiElectronicTech．Co．，Ltd．，Beijing100191，China)Abstract：TheHopkinsonbarlaserinterferenceshocktest—benchwasusedtocalibratetheMEMShigh-

3、rangepie·zoresisitveaccelerometerinthispaper．Bytwodifferentmethods，thetransducer’Sfrequencyresponsewasconcludedandthelogarithmamplitudefrequencycharacteristicscurvewasplotted．TheresultsshowthatthemirrormappingmethodissuperiortotheF丌forthatitcanidentifymodelparameterandmodelordersi

4、multaneously。It’Ssimpleandusefu1．Keywords：MEMS(MicroElectro-MechanicalSystem)；high—rangeaccelerometer；dynamiccharacteristic；Hopkinsonbar；themirrormappingmethodEEACC：7320E；2575doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2012．010．013MEMS高量程加速度传感器的动态特性分析术潘龙丽，石云波，周智君，尚晓亮，刘俊(1．中北大学电子测试国家重点实验室，太原03005

5、1；2．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051；3．北京宏思电子技术有限责任公司，北京100191)摘要：利用霍普金森杆激光干涉冲击试验台对实验室研发的MEMS高量程压阻式加速度传感器进行动态校准；采用两种不同解算方法对实验数据将进行分析处理，求解出该传感器的幅频特性，绘制了对数幅频特性曲线；通过对比两种算法的结果知道，镜像映射法优于FFT算法，其算法简单有效，能直接辨识出系统模型参数和模型阶次。关键词：MEMS(微电子机械系统)；高量程加速度计；动态特性；霍普金森杆；镜像映射法中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004-

6、1699(2012)10-1392-03高g(重力加速度单位为g，1g=9．8m／s)值加统的动态特性发生了变化j。所以传感器的动态速度传感器作为一次仪表，已广泛应用于动态撞击过特性研究是十分重要的。程及高速运动过程的冲击载荷测量，特别是兵器科学1动态校准对激励信号的要求技术中侵彻与反侵彻过程的研究、靶板目标特性的研究等。在民用工业方面，高g值加速度传感器也有着对传感器系统进行动态校准关键在于对其进行广泛的应用，例如汽车碰撞、飞机坠落时的载荷大小测频域响应校准，校准的目的主要是为了获取通频带、量等j。而对这些快速瞬变信号的准确测量的前提谐振频率等动态性能指

7、标，以保证测量结果的失真是必须深入了解测试系统的动态响应特性，传感器作度在规定允许值范围内。为测试系统的核心元件，如果其动态特性不佳，就无法对动态激励信号的要求，主要是将被校准系统的快速、无失真的再现这些动态被测信号随时间变化的全部模态频率都能激发，以期能得到被校系统完整的规律，无法为后面的系统提供准确的信息。动态响应。换句话说，动态激励信号的频谱要能充分在冲击加速度测试数据处理的过程中，经常会覆盖被校系统的全部模态。通常，加速度传感器的可发现冲击过程结束后加速度曲线存在明显的零点漂用工作频带在其一阶谐振频率以前，所以对其进行校移、加速度积分所得的速度与撞

8、击前弹体速度不一准时要求动态激励信号能够将传感器的一阶模态频致等现