一、梳状电容微加速度计结构设计和分析（论文文献综述）
王亚洲[1]（2021）在《纳米压电梁谐振式加速度计的设计与仿真》文中研究说明迄今为止,基于MEMS技术的微机械谐振式加速度计已得到战略级应用（惯性导航与制导）。谐振式加速度计可将加速度信号直接转换为频率的变化量,通过简化数字电路和消除模拟信号的干扰来提高输出精度以及可靠性。但随着谐振式加速度计在惯性导航与制导的应用越来越广泛,现有的谐振式加速度计的精度以及性能已经无法满足需求,难以应用于高精度制导和空中姿态微调,因此,亟需高精度的谐振式加速度计。近几年来,新型纳米材料已开始被用于MEMS加速度计中,其中,氧化锌具有很高的谐振频率以及良好的压电特性。因此,基于纳米压电梁的谐振加速度计有望成为新一代高精度导航和制导的发展方向之一。基于谐振式加速度计的研究现状以及未来高精度的市场需求,本文设计出了一种基于纳米压电梁的谐振式加速度计,采用氧化锌作为谐振器材料,有效地提高了谐振器的谐振频率,具有高灵敏度、高频响的特点;通过设计上下对称式分布结构实现差分式检测,不仅使灵敏度加倍,还降低温度共模以及非线性误差;通过设计左右两端支撑梁有效地降低交叉灵敏度,增强抗干扰能力。建立加速度计以及谐振梁的物理模型,同时基于理论模型,对纳米压电梁谐振式加速度计结构参数进行优化设计。在ANSYS Workbench仿真平台下对其进行分析:上下谐振器的谐振频率分别为2.98793MHz和2.98729MHz,具有高的谐振频率;在该谐振频率下X方向的位移要比Y、Z两个方向高两个数量级以上,具备抗干扰能力;在2000g加速度载荷作用下该加速度计最大应力为241.46MPa,远小于硅和氧化锌材料的极限强度,说明在高过载极限加速度环境中具有较强的抗过载能力;在±10g的设计量程内,该结构的灵敏度为1.13311k Hz/g。最后,基于SOI微加工工艺技术,设计纳米压电梁谐振式加速度计的工艺流程。
周寿权[2]（2021）在《三轴全差分电容式MEMS微加速度计的设计与制造工艺研究》文中提出微机电系统（MEMS）是一个在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿学科。MEMS由于其体积小、重量轻、集成度高、能耗低、可靠性高等优点,目前已被广泛应用于汽车电子、智能手机、航空航天、国防军工等领域。MEMS微加速度计作为MEMS传感器中最早的研究方向之一,是惯性导航、惯性制导、地震探测、汽车安全气囊等系统中的核心元件。电容式微加速度计相比于压阻式、热流式等微加速度计拥有较高的精度、灵敏度和较低的温度系数。结合研究背景和发展现状,本论文把三轴全差分MEMS微加速度计作为研究对象,对微加速度计的器件设计、模型构建、结构仿真分析和制造工艺做出了研究。具体的研究内容如下:首先介绍了MEMS技术,以及SOI硅片在MEMS领域的应用优势。其次对于不同传感类型的微加速度计进行了比较。之后介绍了MEMS微加速度计的发展历史和国内外研究现状。最后解释了本文选择将三轴全差分电容式MEMS微加速度计作为研究课题的原因,并说明了选择该研究课题的研究意义。然后在理论上分析了电容式微加速度计的基本工作原理。其次通过研究微加速度计的敏感质量块、梳齿电容和弹性支撑梁三个结构,选择了田字形质量块作为敏感质量,选择了偏置结构的等高梳齿电容和均置结构的不等高梳齿电容作为梳齿电容,选择了梯形梁作为弹性支撑梁。最后确定了微加速度计的整体结构并给出了具体结构尺寸。接着简要介绍了有限元仿真软件ANSYS。使用该仿真软件验证了选择梯形梁的合理性,并对所设计的微加速度计进行结构建模、结构仿真和分析。对所设计微加速度计进行结构静力学仿真,得到X轴、Y轴、Z轴的位移灵敏度分别为5.24×10-5μm/g、5.54×10-5μm/g、2.70×10-4μm/g,量程分别为1000g、1000g、200g且线性度良好,能承受的最大加速度分别为30000g、30000g、3000g。对所设计的加速度计结构进行动力学仿真,发现X、Y轴与Z轴的谐振频率相差较大且数量级均在十千赫兹,说明所设计的加速度计在平面内和竖直方向上的交叉轴干扰较小且在一般工作频率范围内不会发生共振,满足设计要求。最后,在制定了所设计的微加速度计的制造工艺流程的基础上,对微加速度计的关键工艺步骤进行了研究,并摸索出了合适的工艺条件参数。
冯堃[3]（2020）在《基于SOI的三轴MEMS微加速度计的设计与工艺研究》文中提出MEMS微加速度计普遍被用在惯性导航、导引、汽车气囊部署和运动控制系统等方面。基于电容传感的电容式MEMS加速度计具有较低的温度系数、功耗、制造成本以及可与传统集成电路相集成等优点。SOI硅片以其单晶特性良好、很容易加工出厚度很大的器件、很容易加工出具有高深宽比的结构、器件的机械稳定性良好、制造的器件的残余应力比较小以及器件的后续工艺更简单等的优点在传感器领域中获得普遍青睐。结合研究背景和现状,本论文把基于SOI的三轴MEMS微加速度计为研究对象,先后对微加速度计的结构设计、模型建立、仿真分析和加工工艺做出了研究。具体的研究如下:首先是介绍了MEMS技术,然后介绍了SOI技术以及SOI技术在微加速度计领域的优点。之后对各个不同种类基于不同传感原理的微加速度计进行比较。其次对于不同传感原理的微加速度计在国内外研究发展现状做了简单介绍。最后解释了本文选择基于SOI的三轴MEMS微加速度计这一课题作为研究对象的原因,并说明了本文的选择此研究对象的研究意义。然后分析了微加速度计的基本原理,分析了采用差分电容的电容式微加速度计对应的平行板电容器模型,研究了微加速度计的弹性梁结构和梳齿电容的结构,经过比较分析,选择了蛇形梁作为弹性梁,选择了定齿偏置结构的等高梳齿电容结构和定齿均置结构的不等高梳齿电容结构作为电容检测结构。根据上述理论设计了一种增大质量块的三轴MEMS微加速度计结构。之后简要介绍了有限元分析方法与本文所用的具有图形化界面的仿真软件ANSYS Workbench 19.1。使用ANSYS Workbench 19.1软件对微加速度计进行了结构参数优化。对本文所设计的微加速度计做了结构静力学仿真,通过线性度分析证明其在0g-1000g区间内线性度良好,同时也得到了微加速度计的量程为1000g。对设计的微加速度计进行了结构动力学仿真,发现X、Y和Z轴向之间的共振频率相差较大,即所设计的微加速度计的X、Y和Z轴的交叉轴干扰比较小,与设计目标相同。最后对微加速度计的折叠梁和蛇形梁结构进行了仿真对比。最后,设计了微加速度计结构的整个工艺流程。在现有实验室条件下对重要的工艺步骤进行了研究,得到大部分工艺需要的合理工艺参数。
张睿[4]（2017）在《基于智能控制技术的微惯性器件误差抑制方法研究》文中认为微机械惯性传感器因其体积小、功耗低、成本低、容易与处理电路集成等优点,在消费电子类产品和低精度军事领域得到了广泛应用。但由于其信号非常微弱,且易受环境影响,导致器件精度较低,大大限制了其发展前景。针对这一问题,本论文从微机械惯性传感器的驱动控制方案入手,设计了一种基于智能控制技术的微惯性器件驱动控制方案,力图在实现驱动控制的同时,抑制环境温度变化带来的误差、正交误差和外部干扰,达到提高微机械惯性传感器性能的目的。具体研究内容如下:1.微惯性器件的动力学特性及误差源分析。明确了振动式硅微机械陀螺和谐振式硅微加速度计的工作原理,并在此基础上对它们进行了动力学分析,建立了比较理想的动力学方程;同时,对振动式硅微机械陀螺的正交误差和温度误差、谐振式硅微加速度计的非线性误差和温度误差的误差机理进行了分析。2.微惯性器件的驱动方案设计。介绍了微惯性器件驱动控制中常用的频率控制回路和振幅控制回路,及其典型的驱动控制方案。并在此基础上,选择锁相环电路作为频率控制回路,设计了基于智能控制技术的振幅控制回路,最后形成一种新的驱动控制方案。这种方案在实现驱动控制的同时能够抑制温度误差和外部干扰。3.基于非线性控制器的误差抑制技术。本文中微惯性器件驱动方案的优劣主要取决于控制器的性能。非线性控制是智能控制的基础,因此,考虑温度误差、正交误差和外部干扰,设计了可实现振幅控制的滑模控制器和自适应滑模控制器。并通过Simulink仿真比较,温变过程中,传统驱动控制方案和基于非线性控制器的驱动控制方案的陀螺检测模态的响应信号,验证了新方案对温度误差、正交误差和外部干扰的抑制作用。4.基于智能控制器的误差抑制技术。将非线性控制器“升级”为自适应模糊滑模控制器,实现了振幅控制,并通过与传统驱动控制方案的检测模态响应信号进行对比,验证了其对温度误差、正交误差和外部干扰的抑制作用。另外,为保证误差快速收敛,提出了快速收敛的自适应模糊滑模控制策略,将收敛时间从0.5ms缩短到了0.3ms。
曾建[5]（2016）在《闭环叉指式电容微机械加速度计动态性能研究及优化》文中进行了进一步梳理MEMS （Micoelectromechanical system）加速度计以其优越的性能和应用价值而被各国科学研究机构、各国高校和公司视为重点研究对象。MEMS加速度计在汽车安全气囊、地震监测仪、手机、游戏机等消费领域有广泛的应用。在一些应用中,加速度传感器检测系统中过大的超调量会导致系统的误动作。例如,汽车安全气囊系统中加速度传感器检测系统中过大的超调量会导致安全气囊在错误的时刻打开。因此,对MEMS加速度计动态性能的研究与优化是非常必要的。目前数字电路以其抗干扰能力强,精度高等优点成为了主要的研究热点,而模数转换器是数字电路设计的关键部分,相对于传统Nyquist模数转换器,Sigma-Delta模数转换器在消耗更少硬件资源的同时却获得了更高的精度,将Sigma-Delta技术与二阶微加速度结构相结合可以提高微加速度计的噪声整形能力,从而提高闭环微加速度计系统的精度。因此高阶Sigma-Delta微加速度计的研究具有重要的研究意义。本文基于叉指式电容微加速度计闭环检测电路,提出了一种改善闭环电容式微机械加速度计动态性能的比例积分（Proportional-Integral, PI）补偿模块。与此同时,设计了一种3阶反馈数字Sigma-Delta调制器来实现数字信号与模拟信号的转换。本文主要的研究工作和成果如下：（1）分析了闭环电容式微机械加速度计的工作原理,利用MATLAB的Simulink工具搭建了闭环电容式微机械加速度计的模型。通过仿真研究了不同的比例系数P及积分系数I对闭环加速度计动态性能的影响,分析了PI模块对闭环电容式微机械加速度计阻尼比和固有谐振频率的影响,实验结果与仿真结果相吻合。（2）根据仿真模型搭建PCB检测电路,分析寄生电容、寄生电阻等因素对零偏产生的影响,并提出了采用并联可调电容的方法修正零偏。实验结果表明并联可调电容可将零偏从62.15mV减小到0.5mV。（3）设计数字Sigma-Delta调制器以实现数字信号与模拟信号的转换。利用MATLAB和Modelsim联合仿真对所设计的数字Sigma-Delta调制器进行综合仿真验证,数字电路仿真结果与MATLAB仿真结果相吻合。（4）设计五阶Sigma-Delta微加速度计,提高闭环微加速度计的噪声整形能力。仿真结果表明输入500Hz的正弦波加速度信号时,叉指式电容微加速度计闭环输出信噪比为74.0dB,有效位数为12.0;5阶Sigma-Delta微加速度计闭环输出信噪比为84.8dB,有效位数为13.8。
于家锟[6]（2012）在《抗高过载惯性器件设计与分析》文中研究指明利用微机电系统（MEMS）技术研发出来的微惯性传感器，由于其具有寿命长、成本低、可靠性高、体积小等优点，在军事装备和工业产品领域具有广阔的应用前景。微加速度计和陀螺仪是惯性传感器的两种典型结构，虽然目前国内外有不少单位从事此方面研究，但在多轴测量、高过载、大量程等方面都存在着很多的技术难点。本文以电容式加速度计和振动式陀螺仪为研究对象，通过对不同类型、结构的加速度计和陀螺仪进行优劣比较，最终确定了内端固定三轴梳齿电容式加速度计和振动环式陀螺仪两种结构，对这两种结构进行了理论计算和结构参数优化，确定了最终优化尺寸。利用有限元分析软件ConventorWare对该加速度计模型进行了静态学分析、过载分析、线性度分析、机电耦合分析、pullin分析、瞬态分析和模态分析，从理论上说，该加速度计在满量程（10万g）状态下能够安全工作，在Z轴向过载达到19万g，在X、Y轴向过载高达34万g；对陀螺仪模型进行了静态学分析、过载分析和模态分析，该陀螺仪结构三轴向过载能力可以达到4万g。本文对加速度计和陀螺仪的分析，可为以后研制同类型加速度计和陀螺仪提供依据。
吕宇[7]（2011）在《一种新型硅微加速度计的设计与制造工艺研究》文中研究表明微加速度计是惯性导航系统中最重要的惯性器件之一,其精度水平直接影响和决定导航和制导的精度。在众多种类的加速度计中,电容式加速度计由于具有高灵敏度、较好的噪声特性、低漂移和低温度灵敏度而受到大家的广泛关注。为了得到较高的灵敏度,需要制造大质量块和低刚度的支撑梁。在现有的MEMS加速度计中,得到大质量块的典型方法是硅-硅键合和体硅微加工。对于微传感器和微执行器来说,多层圆片键合是一种可行的三维制造工艺,但是,硅-硅键合需要在很高的温度下进行,为了降低硅-硅键合结构的应力,通常还需要采用退火处理。浓硼掺杂可以获得柔软的弹性梁,但是这种方法引入了残余应力,影响了器件的性能。不同于传统的浓硼掺杂和硅-硅键合的方法,本文提出了一种基于TMAH各向异性湿法刻蚀工艺制造双面梁-质量块结构的电容式硅微加速度计,开展了以下研究:1.针对加速度计检测电容与检测电路分立元件不匹配的问题,设计了具有片上匹配电容的微加速度计结构,有利于提高加速度计的零偏稳定性,并对其结构进行了理论建模,其中包括三角形截面梁的力学特性分析,工作模态频率理论分析。根据结构设计理论和加工工艺条件,优化了加速度计的结构尺寸,并进行了理论分析和有限元仿真。2.设计了三角形截面梁微加速度计的加工工艺流程,对工艺中的关键问题进行了研究。利用MATLAB对三角形截面梁的腐蚀过程进行了模拟,并通过实验验证了仿真的正确性,制作了微加速度计样片。3.针对电容式微加速度计,设计了单载波调制型检测电路。根据各模块工作原理确定了电路参数,制作了信号检测电路。制定了加速度计性能测试方案,搭建测试平台。根据该方案,对开环加速度计进行了灵敏度、非线性和零偏稳定性三个方面的性能测试。所测加速度计的灵敏度为259mV/g,±1g范围内非线性度为2.815%,3小时内零偏稳定性为1.4mg。4.分析了微加速度计制作工艺误差来源和噪声特性,针对加工误差提出了控制方法。
陈浩[8]（2011）在《基于SOI的电容式微加速度计的建模及系统级仿真分析》文中认为微加速度计是微惯性测量组合（包括微加速度计和微陀螺仪）的关键部件,在许多相关领域都有着广阔的发展和应用前景。特别是基于SOI（绝缘衬底上的硅,Silicon on insulator）的电容式微加速度计已成为目前研究和分析的热点,采用SOI技术的微加速度计不但具有较好的硅机械特性,而且使CMOS（互补金属氧化物半导体,Complementary Metal Oxide Semiconductor）工艺与MEMS加工工艺能够兼容,为加速度计表头与CMOS单片集成提供了可能,实现了惯性器件微型化、可集成化、易批量生产等优点。本文以电容式微加速度计为研究对象,主要进行了基于SOI技术的微加速度计的传感器结构设计与建模仿真,并针对传感器设计了相应的控制及检测电路,在此基础上进行了微加速度计的系统级仿真等研究。根据目前国内外MEMS惯性加速度计的发展现状和国内加工工艺条件的限制,采用了一种基于SOI技术的梳齿状偏置电容式微加速度计的结构;基于该结构,首先通过理论公式的推导和分析,说明了其具体的工作原理,建立了器件的分辨率、灵敏度、阻尼系数和量程与结构参数和电路参数的关系,并对传感器的关键部件弹性梁进行了选型和设计;利用MEMS软件Coventorware建立了传感器的参数化结构模型进行传感器的仿真分析,包括静力分析、模态分析和平板电容器的非线性特性的分析,对所设计的传感器结构进行了验证优化;通过建立传感器的动力学模型,分析了激励电压和偏置电压在开环情况下和闭环情况下对微加速度计的性能参数和稳定性的具体影响。最后,分别设计了开环系统和闭环系统下传感器的配套检测与控制电路,并推导了其数学模型,通过利用Matlab/Simulink软件建立了相应的系统级模型,得到了开环系统和闭环系统下系统的性能参数。结果表明闭环系统下,基于SOI的电容式微加速度计具有量程宽、灵敏度高、非线性误差小和工作带宽高等优点。
赵文静[9]（2010）在《基于SOI技术的MEMS惯性加速度计的设计与优化》文中研究说明MEMS（微机电系统,Micro Electro Mechanical System）惯性加速度计是微惯性测量组合（MIMU, Micro Inertial Measurement Unit）的关键部件,在许多相关领域都有着广阔的发展和应用前景,在微系统领域中发挥着举足轻重的作用,因此,微惯性加速度计已成为大家研究和分析的热点,采用SOI（绝缘衬底上的硅）技术的MEMS惯性加速度计不但具有较好的硅机械特性,而且使CMOS（互补金属氧化物半导体,Complementary Metal Oxide Semiconductor）工艺与MEMS加工工艺能够兼容,为加速度计表头与CMOS单片的集成提供了可能,实现了惯性器件微型化、可集成化、易批量生产等优点。本文以电容式微加速度计为研究对象,进行基于SOI技术的微加速度计结构设计、建模仿真、结构优化、器件加工工艺技术等内容的研究。根据目前国内外MEMS惯性加速度计的发展现状及国内加工工艺条件,对不同类型MEMS加速度计的优缺点进行比较,提出了一个性能最优的基于SOI技术的梳齿状电容式微加速度计结构;基于硅微结构设计基本准则,进行梳齿状微加速度计结构设计和模型建立,对其力学特性、结构电容和动态特性等主要参数进行理论公式推导和分析,指出影响器件分辨率、灵敏度、机械热噪声等性能的主要结构参数,并对其U型弹性梁结构进行了选择和优化设计;利用MEMS专用软件CoventorWare进行微加速度计结构特性系统级建模和仿真分析,其中包括静力分析、模态分析和弹性梁频响特性分析,并对结构模型进行验证优化;然后建立电容式加速度计表头力学特性和差动电容结构的等效电学模型,利用PSPICE软件进行结构的电学特性仿真,验证了设计结构的合理性和正确性。最后根据梳齿状微加速度计结构,设计提出了以SiO2为中间层的SOI键合-减薄制作加工技术,给出了具体加工工艺流程,然后基于SOI结构研究设计了微加速度计器件的加工工艺。同时,提出了一种金属离子吸附薄膜工艺技术,来克服器件刻蚀过程中的底切和Notching效应,实现整个微加速度计器件的良好加工制作,并给出了硅膜悬空无衬底结构的微加速度计器件具体加工工艺流程。
戴强[10]（2010）在《基于SOI的电容式微加速度计器件物理模型与实验研究》文中提出基于微机械工艺的电容式微加速度计因其体积小、功耗低、灵敏度高和方便与电路集成等优点,已成为民用工业与国防航空航天惯性导航领域的关键部件和研究热点。其中,在基于SOI的微加速度计器件层应力研究、开环模式非线性模型、跨机械、热、电场领域的一体化仿真方法与模型和梳齿加工偏差对性能的作用诸领域尚有待突破与创新。本论文针对当前电容式微加速度计有待解决的理论技术问题,展开了器件层的应力分析和实验、开环工作模式非线性研究,对集成一体化仿真予以了探索,进行了MEMS加工误差与性能的关系研究。1.分析了SOI器件层中存在的各种应力,及这些应力对微加速度计敏感质量块结构变形的作用,进行了实验,提出了一种支撑结构,导出了该支撑结构的最大变形模型。通过对基于器件层厚50μm,氧化层厚5μm键合SOI片的该结构进行测量,结果表明该模型基本能描述器件层存在应力时的变形。2.根据力学理论和电路读出原理,针对开环模式非线性误差大和SOI器件层存在应力梯度的特点,从非线性特性中最大可测量加速度、初始工作点和吸合点与动定电极间距d的变化规律出发,并结合器件层应力梯度导致弹性梁刚度的改变,提出了电容式微加速度计非线性模型。模型指出,随着输出电压的增加,可测量加速度近似成线性增加,在靠近最大可测量加速度amax时斜率增大,其后随输出电压的增加而减小至吸合点;amax由d和弹性梁刚度与敏感质量块质量之比λ决定,且d的作用优于λ,在计入器件层应力梯度后,可测量加速度范围将增大;d在小于初始工作点时加速度计不能工作,该点由传感头参数η决定且η最佳取值范围为1×10192×1019,此时准静态条件下吸合点大于整个动电极行程的95%。3.就MEMS微加速度计涉及机械、电和热等多物理领域情形,基于力学、热学、电学理论和微加速度计工作原理,依据微加速度计中SOI器件层应力梯度、温度与气膜阻尼的关系,用电压形式描述了气体阻尼、应力梯度、温度和机械结构运动微分方程,并与偏置电压产生的静电力相联系,提出了突破中间电极小位移近似的接口电路模型,从而实现了微加速度计的一体化仿真。通过与文献实验数据和相关理论结果进行比较,表明该模型能较好地应用于微加速度计的一体化仿真。4.针对微机械工艺加工可能引起的梳齿间距与版图设计值的偏差,从概率统计和加工误差理论出发,给出了当各梳齿间距偏差在一定范围内独立且均匀分布时,电容式微加速度计电容与静电力模型、灵敏度模型和加速度信号为冲击与阶跃时的响应三物理模型。（1）电容与静电力模型表明,电容和静电力均为类高斯分布,它们在一定区段出现的可能性可由其准期望和准方差确定,该准期望与无加工误差情况相比有小于5%的偏移;准方差依赖于梳齿数目和梳齿加工误差,当梳齿数目由10增大到60时,电容与静电力分布准方差分别增大约2倍和1倍,而当梳齿加工误差从5%增大到20%时,则分别增大约3.5倍和2.5倍。其结果与有机结合多物理场、有限元和Monte-Carlo方法原理的仿真数据较为接近。（2）导出了单边电容和双边电容驱动的硅微加速度计冲击与阶跃信号响应物理模型。经过有限元仿真和Monte-Carlo模拟验证,结果表明理论模型与仿真值之差小于10%。模型指出,当梳齿间距偏差由0变化到20%,加速度计在受到冲击与阶跃加速度信号作用时,其可靠工作范围将比无偏差理想情况下降10%15%。（3）建立了可描述灵敏度偏差概率的模型。该模型与通过另一途径统计方法的仿真验证结果相差小于10%。模型表明,当偏差约为25%时,灵敏度减小510%的概率系4050%,而其增大510%的概率约2530%;同时,当梳齿数目越小,灵敏度偏差概率越大,在梳齿数目小于20时,灵敏度减小10%的概率约30%,但当梳齿数目增大到5060时,该概率减小到10%左右。
二、梳状电容微加速度计结构设计和分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、梳状电容微加速度计结构设计和分析（论文提纲范文）
（1）纳米压电梁谐振式加速度计的设计与仿真（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 MEMS加速度计概述 |
| 1.1.2 MEMS加速度计的分类 |
| 1.1.3 MEMS加速度计的应用 |
| 1.2 谐振式加速度计的国内外研究现状 |
| 1.3 本课题的研究意义 |
| 1.4 本文的主要工作和内容安排 |
| 第二章 纳米压电梁谐振式加速度计的理论建模与分析 |
| 2.1 纳米压电梁谐振式加速度计的工作原理 |
| 2.2 加速度计的力学模型 |
| 2.3 谐振梁的理论分析 |
| 2.3.1 欧拉-伯努利(Euler-Bernoulli)运动学 |
| 2.3.2 谐振梁的横向振动 |
| 2.3.3 谐振梁的谐振频率(轴向力作用下) |
| 2.4 微传感器驱动方式 |
| 2.4.1 静电驱动原理 |
| 2.4.2 压电驱动原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 纳米压电梁谐振式加速度计的结构设计与仿真分析 |
| 3.1 纳米压电梁谐振式加速度计的设计指标 |
| 3.2 纳米压电梁谐振式加速度计的结构设计 |
| 3.2.1 谐振器的结构设计 |
| 3.2.2 支撑梁的结构设计 |
| 3.3 纳米压电梁谐振式加速度计的仿真 |
| 3.3.1 无加速度载荷的模态分析 |
| 3.3.2 谐响应分析 |
| 3.3.3 极限过载仿真与分析 |
| 3.3.4 灵敏度仿真与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 纳米压电梁谐振式加速度计的工艺研究 |
| 4.1 传感器制备工艺 |
| 4.1.1 SOI(Silicon-On-Insulator)硅片 |
| 4.1.2 清洗硅片工艺 |
| 4.1.3 光刻工艺 |
| 4.1.4 MEMS刻蚀工艺 |
| 4.1.5 ZnO薄膜的制备工艺 |
| 4.2 工艺流程设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（2）三轴全差分电容式MEMS微加速度计的设计与制造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 微机电系统简介 |
| 1.1.2 SOI硅片的特点与应用 |
| 1.1.3 微加速度计的分类与比较 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 选题依据与研究意义 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 电容式微加速度计的工作原理与结构设计 |
| 2.1 电容式微加速度计的基本工作原理 |
| 2.2 电容式微加速度计的结构设计 |
| 2.2.1 敏感质量块的设计 |
| 2.2.2 梳齿电容的设计 |
| 2.2.3 弹性支撑梁的设计 |
| 2.3 电容式微加速度计的整体结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电容式微加速度计的结构仿真与分析 |
| 3.1 通用有限元仿真软件ANSYS简介 |
| 3.2 电容式微加速度计的结构建模与网格划分 |
| 3.3 电容式微加速度计的三种梁结构的仿真与对比 |
| 3.4 电容式微加速度计的结构静力学仿真与分析 |
| 3.4.1 灵敏度分析 |
| 3.4.2 量程与线性度分析 |
| 3.4.3 抗冲击能力分析 |
| 3.5 电容式微加速度计的结构动力学仿真与分析 |
| 3.5.1 模态分析 |
| 3.5.2 谐响应分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 电容式微加速度计的制造工艺研究 |
| 4.1 实验室的工艺设备 |
| 4.2 电容式微加速度计的光刻版设计 |
| 4.3 电容式微加速度计的加工工艺步骤 |
| 4.4 电容式微加速度计的主要制造工艺研究 |
| 4.4.1 硅片清洗 |
| 4.4.2 扩散工艺 |
| 4.4.3 氧化工艺 |
| 4.4.4 镀膜工艺 |
| 4.4.5 光刻工艺 |
| 4.4.6 刻蚀工艺 |
| 4.4.6.1 干法刻蚀 |
| 4.4.6.2 湿法刻蚀 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结及展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）基于SOI的三轴MEMS微加速度计的设计与工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 微机电系统 |
| 1.1.2 SOI技术 |
| 1.1.3 微加速度计的分类 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 微加速度计工作原理 |
| 2.1 加速度计基本原理 |
| 2.2 电容式微加速度计原理 |
| 2.3 设计的加速度计原理 |
| 2.3.1 弹性梁结构 |
| 2.3.2 定齿均置结构和定齿偏置结构 |
| 2.3.3 设计的加速度计结构 |
| 2.3.4 设计的加速度计数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微加速度计结构仿真 |
| 3.1 有限元分析法和有限元仿真软件ANSYS |
| 3.1.1 有限元分析法 |
| 3.1.2 ANSYS Workbench19.1 简介 |
| 3.2 微加速度计结构建模 |
| 3.3 微加速度计的结构静力学分析 |
| 3.3.1 灵敏度分析 |
| 3.3.2 线性度分析 |
| 3.3.3 量程分析 |
| 3.4 微加速度计的结构动力学分析 |
| 3.4.1 模态分析 |
| 3.4.2 谐响应分析 |
| 3.5 微加速度计梁结构仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微加速度计加工工艺研究 |
| 4.1 设计的MEMS微加速度计工艺流程 |
| 4.2 MEMS微加速度计的掩膜版设计 |
| 4.3 重要工艺步骤研究 |
| 4.3.1 硅片清洗 |
| 4.3.2 掺硼扩散 |
| 4.3.3 生长氧化硅薄膜的工艺 |
| 4.3.4 电子束蒸发镀膜工艺 |
| 4.3.5 光刻工艺 |
| 4.3.6 干法刻蚀工艺 |
| 4.3.7 腐蚀铝的工艺研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结及展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（4）基于智能控制技术的微惯性器件误差抑制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 相关技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 振动式硅微机械陀螺研究现状 |
| 1.2.2 振动式硅微机械陀螺误差研究现状 |
| 1.2.3 谐振式硅微加速度计研究现状 |
| 1.2.4 谐振式硅微加速度计温度误差研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和结构安排 |
| 第2章 微惯性器件动力学特性及误差源分析 |
| 2.1 微机械陀螺仪 |
| 2.1.1 振动式硅微机械陀螺的工作原理 |
| 2.1.2 振动式硅微机械陀螺的动力学分析 |
| 2.1.3 振动式硅微机械陀螺的误差分析 |
| 2.2 微机械加速度计 |
| 2.2.1 谐振式硅微加速度计的工作原理 |
| 2.2.2 谐振式硅微加速度计的动力学分析 |
| 2.2.3 谐振式硅微加速度计的误差分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 微惯性器件驱动方案设计 |
| 3.1 振动式硅微机械陀螺的驱动方案 |
| 3.1.1 振动式硅微机械陀螺的驱动电路 |
| 3.1.2 振动式硅微机械陀螺的驱动方案设计 |
| 3.2 谐振式硅微加速度计的驱动方案 |
| 3.2.1 典型的谐振式硅微加速度计的驱动电路 |
| 3.2.2 谐振式硅微加速度计的驱动方案设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于非线性控制器的误差抑制技术 |
| 4.1 数学基础 |
| 4.1.1 Hurwitz判据 |
| 4.1.2 Lyapunov稳定性 |
| 4.2 控制对象 |
| 4.2.1 振动式硅微机械陀螺 |
| 4.2.2 谐振式硅微加速度计 |
| 4.3 经典驱动控制方案的输出特性 |
| 4.4 滑模控制 |
| 4.4.1 滑模控制的基本原理 |
| 4.4.2 一种简单的滑模控制 |
| 4.4.3 基于趋近律的滑模控制 |
| 4.5 自适应滑模控制 |
| 4.5.1 自适应滑模控制的原理 |
| 4.5.2 控制器设计 |
| 4.5.3 仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于智能控制器的误差抑制技术 |
| 5.1 模糊控制 |
| 5.1.1 模糊逻辑的基本概念 |
| 5.1.2 万能逼近定理 |
| 5.2 自适应模糊滑模控制 |
| 5.2.1 自适应模糊滑模控制的基本原理 |
| 5.2.2 控制器设计 |
| 5.2.3 仿真结果 |
| 5.3 快速收敛的自适应模糊滑模控制 |
| 5.3.1 快速收敛 |
| 5.3.2 控制器设计 |
| 5.3.3 仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要研究内容 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 对后续工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（5）闭环叉指式电容微机械加速度计动态性能研究及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 MEMS微机械加速度计国内外研究现状 |
| 1.2.2 Sigma-Delta调制器国内外研究现状 |
| 1.3 课题的主要工作 |
| 第二章 闭环微加速度计与数字Sigma-Delta调制器原理 |
| 2.1 叉指式电容微机械结构 |
| 2.1.1 电容式微机械结构的动力学分析 |
| 2.1.2 电容式微机械加速度计工作原理 |
| 2.2 闭环电容式微机械加速度传感器 |
| 2.2.1 闭环机械结构受力分析 |
| 2.2.2 闭环检测原理 |
| 2.3 Sigma-Delta微加速度计基本结构 |
| 2.3.1 奈奎斯特与过采样原理 |
| 2.3.2 噪声整形技术 |
| 2.4 数字Sigma-Delta的结构及工作原理 |
| 2.4.1 Sigma-Delta调制器结构 |
| 2.4.2 量化器位数 |
| 2.5 本章小节 |
| 第三章 闭环传感器系统动态性能优化 |
| 3.1 闭环仿真模型建立 |
| 3.2 闭环系统动态性能仿真分析 |
| 3.2.1 仿真P对闭环动态性能的影响 |
| 3.2.2 仿真I对闭环动态性能的影响 |
| 3.3 闭环系统动态性能实验分析 |
| 3.3.1 零偏的来源与补偿 |
| 3.3.2 实验P对闭环动态性能的影响 |
| 3.3.3 实验I对闭环动态性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 数字Sigma-Delta微加速度计的设计 |
| 4.1 Sigma-Delta微加速度计基本结构 |
| 4.2 Sigma-Delta调制器的设计与simulink仿真 |
| 4.2.1 数字Sigma-Delta调制器的设计指标 |
| 4.2.2 Sigma-Delta调制器设计 |
| 4.2.3 NTF与STF的设计 |
| 4.2.4 系数编码优化 |
| 4.2.5 系统级建模仿真 |
| 4.3 数字Sigma-Delta调制器的实现与功能仿真 |
| 4.4 Sigma-Delta微加速度计系统设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的成果 |
| 附录 |
（6）抗高过载惯性器件设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 国外发展状况 |
| 1.2.2 国内发展状况 |
| 1.3 课题研究意义与主要内容 |
| 第2章 高过载加速度计和陀螺仪的总体设计 |
| 2.1 高过载加速度计的总体设计 |
| 2.1.1 加速度计的类型 |
| 2.1.2 加速度计结构形式的选择 |
| 2.1.3 方案确定 |
| 2.2 高过载陀螺仪的总体设计 |
| 2.2.1 陀螺仪的类型 |
| 2.2.2 方案确定 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高过载加速度计和陀螺仪结构设计及优化 |
| 3.1 加速度计结构设计及优化 |
| 3.1.1 基本原理 |
| 3.1.2 结构设计 |
| 3.1.3 支撑梁类型选择 |
| 3.1.4 支撑梁理论计算 |
| 3.1.5 尺寸设计 |
| 3.2 陀螺仪结构设计及优化 |
| 3.2.1 振动式陀螺仪的工作原理 |
| 3.2.2 结构设计 |
| 3.2.3 尺寸设计 |
| 3.3 阻尼分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于 ConventorWare 软件的加速度计和陀螺仪的仿真分析 |
| 4.1 ConventorWare 有限元软件 |
| 4.2 加速度计的仿真分析 |
| 4.2.1 静力学分析 |
| 4.2.2 Pull_in 分析 |
| 4.2.3 瞬态分析 |
| 4.2.4 模态分析 |
| 4.3 陀螺仪的仿真分析 |
| 4.3.1 静力学分析 |
| 4.3.2 模态分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 总结 |
| 研究工作总结 |
| 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
（7）一种新型硅微加速度计的设计与制造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外微加速度计研究现状 |
| 1.2.2 国内微加速度计研究现状 |
| 第二章 加速度计结构设计 |
| 2.1 加速度计的整体结构设计 |
| 2.1.1 硅-玻璃结构的确定 |
| 2.1.2 梁-质量块结构的选择 |
| 2.1.3 片上匹配电容结构的考虑 |
| 2.2 加速度计的力学模型及仿真 |
| 2.2.1 开环加速度计的灵敏度 |
| 2.2.2 加速度计的频率响应 |
| 2.3 结构参数的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 加速度计的制作工艺 |
| 3.1 主要工艺流程 |
| 3.1.1 梁-质量块加工工艺 |
| 3.1.2 玻璃衬底加工工艺 |
| 3.2 工艺中的关键问题 |
| 3.2.1 双面梁制作的一般方法 |
| 3.2.2 三角形截面梁的腐蚀工艺 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 电容检测电路设计 |
| 4.1 信号检测电路方案 |
| 4.1.1 电路类型的确定 |
| 4.1.2 载波的类型与驱动方式 |
| 4.2 电路模块的设计 |
| 4.2.1 差分放大模块设计 |
| 4.2.2 解调和移相模块设计 |
| 4.2.3 末端低通滤波模块设计 |
| 4.3 影响电路性能的因素 |
| 4.3.1 移相电路的精度 |
| 4.3.2 电荷放大器不一致 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 加速度计的性能测试与误差分析 |
| 5.1 重力场静态翻滚试验 |
| 5.1.1 测试方法 |
| 5.1.2 测试结果 |
| 5.2 非线性度 |
| 5.2.1 变间距检测的理论非线性 |
| 5.2.2 测试结果 |
| 5.3 零偏稳定性 |
| 5.4 误差分析 |
| 5.4.1 微加速度计的制造误差 |
| 5.4.2 微加速度计的噪声 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）基于SOI的电容式微加速度计的建模及系统级仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外发展概述 |
| 1.2.2 应用 |
| 1.2.3 分类和特点 |
| 1.3 本文研究主要内容 |
| 第二章 电容式微加速度计的理论基础 |
| 2.1 SOI材料及加工工艺技术 |
| 2.2 电容式微加速度计的基本原理 |
| 2.3 传感器结构及工作原理 |
| 2.3.1 传感器工作原理 |
| 2.3.2 弹性梁模型与计算 |
| 2.3.3 阻尼和布朗噪声 |
| 2.4 传感器的电容检测和静电驱动 |
| 2.4.1 电容检测原理 |
| 2.4.2 驱动原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 电容式微加速度计传感器的结构设计与分析 |
| 3.1 传感器模型建立 |
| 3.2 静力分析 |
| 3.2.1 线性度分析 |
| 3.2.2 最大载荷分析 |
| 3.3 模态分析 |
| 3.4 平板电容器的电容值分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 静电力对电容式微加速度计的影响 |
| 4.1 开环系统 |
| 4.2 闭环系统 |
| 4.3 静电软化现象 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电容式微加速度计系统级仿真分析 |
| 5.1 开环电容式微加速度计系统仿真分析 |
| 5.1.1 开环电容式微加速度计系统建模 |
| 5.1.2 开环电容式微加速度计特性分析 |
| 5.2 闭环电容式微加速度计系统仿真分析 |
| 5.2.1 闭环检测电路方案的确定 |
| 5.2.2 控制电路设计与分析 |
| 5.2.3 闭环电容式微加速度计特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（9）基于SOI技术的MEMS惯性加速度计的设计与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选题依据 |
| 1.3 研究目的和意义 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 MEMS 惯性加速度计的总体设计及研究 |
| 2.1 MEMS 惯性加速度计国内外研究现状 |
| 2.1.1 微机电系统技术的发展趋势研究 |
| 2.1.2 微惯性加速度计的国内外发展状况 |
| 2.1.3 MEMS 加工工艺发展现状研究 |
| 2.2 MEMS 惯性加速度计基本原理 |
| 2.3 MEMS 惯性加速度计的分类与选择 |
| 2.3.1 MEMS 惯性加速度计的类型 |
| 2.3.2 MEMS 惯性加速度计结构形式的选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 MEMS 电容式加速度计结构设计及优化 |
| 3.1 梳齿式微加速度计基本原理 |
| 3.2 梳齿式微加速度计结构理论分析 |
| 3.2.1 开环状态 |
| 3.2.2 闭环状态 |
| 3.2.3 阻尼系数和热噪声 |
| 3.3 弹性梁结构设计 |
| 3.4 敏感元件结构设计及优化 |
| 3.4.1 设计基本准则 |
| 3.4.2 敏感元件结构设计 |
| 3.4.3 微加速度计结构优化 |
| 3.4.3.1 弹性梁结构优化 |
| 3.4.3.2 微加速度计结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 MEMS 电容式加速度计结构仿真及优化 |
| 4.1 有限元法概述 |
| 4.2 微加速度计结构系统级模型 |
| 4.3 微加速度计结构静力分析 |
| 4.3.1 抗冲击能力分析 |
| 4.3.2 线性度分析 |
| 4.4 模态分析及仿真验证 |
| 4.5 U 型梁结构参数对微加速度计表头影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 MEMS 电容式加速度计电学仿真 |
| 5.1 电学仿真方法（SPICE）概述 |
| 5.2 微加速度计力学特性等效电学模型 |
| 5.3 微加速度计差动电容等效电学模型 |
| 5.4 微加速度计等效电学模型及模型仿真 |
| 5.4.1 阶跃信号响应 |
| 5.4.2 正弦信号响应 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 MEMS 电容式加速度计加工工艺研究 |
| 6.1 SOI 材料制备加工技术 |
| 6.2 微加速度计器件加工工艺 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（10）基于SOI的电容式微加速度计器件物理模型与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微加速度计加工工艺概述 |
| 1.1.1 表面工艺 |
| 1.1.2 体工艺 |
| 1.1.3 SOI 工艺 |
| 1.2 微机械电容式加速度计工作模式 |
| 1.2.1 微机械电容式加速度计开环工作模式 |
| 1.2.2 微机械电容式加速度计闭环工作模式 |
| 1.3 国内外微加速度计现状与存在的问题 |
| 1.3.1 国内外研究现状与SOI 微加速度计优点 |
| 1.3.2 有待解决的问题 |
| 1.4 本文的主要工作和内容安排 |
| 第二章 SOI 器件层应力分析和实验研究 |
| 2.1 SOI 硅片制备主要过程 |
| 2.1.1 SDB 硅片直接键合 |
| 2.1.2 SIMOX 氧离子注入 |
| 2.1.3 Smart-cut 注氢剥离减薄 |
| 2.2 器件层应力的来源 |
| 2.2.1 SOI 键合时产生的应力 |
| 2.2.2 重掺杂所引入的应力 |
| 2.2.3 应力的有限元分析 |
| 2.3 器件层应力对器件变形的影响 |
| 2.3.1 应力梯度产生弯矩 |
| 2.3.2 固定支座 |
| 2.3.3 铰支座 |
| 2.3.4 能量法 |
| 2.4 SOI 微加速度计器件层应力实验研究 |
| 2.4.1 支撑器件结构 |
| 2.4.2 支撑器件中的力学模型计算 |
| 2.4.3 实验 |
| 2.4.4 结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微加速度计开环工作模式模型 |
| 3.1 开环工作模式理论概述 |
| 3.1.1 微加速度计集总参数模型 |
| 3.1.2 开环模式灵敏度模型 |
| 3.1.2.1 开环力学关系 |
| 3.1.2.2 开环敏感电容结构静电力分析 |
| 3.1.2.3 开环模式的灵敏度 |
| 3.1.3 开环偏置电压 |
| 3.1.3.1 偏置电压研究中参数定义 |
| 3.1.3.2 开环偏置电压对微加速度计影响 |
| 3.2 SOI 微加速度计开环模式非线性模型 |
| 3.2.1 开环模式非线性研究必要性 |
| 3.2.2 SOI 应力梯度引起弹性梁刚度变化 |
| 3.2.3 输入输出非线性特性曲线 |
| 3.2.4 最大可测量加速度 |
| 3.2.5 初始工作点 |
| 3.2.6 吸合点 |
| 3.2.7 SOI 微加速度计非线性模型分析讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 微加速度计一体化仿真 |
| 4.1 基于数学模型的仿真概况 |
| 4.1.1 仿真数学模型 |
| 4.1.2 matlab 仿真接口电路 |
| 4.2 基于多物理能域的仿真概述 |
| 4.2.1 建立参数化元件模型 |
| 4.2.2 系统仿真概述 |
| 4.3 基于电路硬件描述语言的仿真 |
| 4.4 一体化仿真 |
| 4.4.1 机械域SPICE 模拟 |
| 4.4.2 一体化仿真模型 |
| 4.4.2.1 机械、热、电在微加速度计中的相互联系 |
| 4.4.2.2 偏置电压静电力 |
| 4.4.2.3 接口电路仿真 |
| 4.4.2.4 一体化仿真模型验证与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 微加速度计梳齿MEMS 工艺误差与性能关系研究 |
| 5.1 电容、静电力模型 |
| 5.1.1 电容模型 |
| 5.1.2 静电力计算 |
| 5.1.3 电容与静电力模型有限元仿真验证 |
| 5.1.4 结果与分析 |
| 5.2 对微加速度计可靠工作范围的影响 |
| 5.2.1 物理模型 |
| 5.2.1.1 单边电容驱动时冲击信号响应 |
| 5.2.1.2 单边电容驱动时阶跃信号响应 |
| 5.2.1.3 双边电容驱动时冲击信号响应 |
| 5.2.1.4 双边电容驱动时阶跃信号响应 |
| 5.2.2 模型验证与分析 |
| 5.3 灵敏度 |
| 5.3.1 灵敏度模型 |
| 5.3.2 仿真验证 |
| 5.3.3 灵敏度变化结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与研究展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
四、梳状电容微加速度计结构设计和分析（论文参考文献）
- [1]纳米压电梁谐振式加速度计的设计与仿真[D]. 王亚洲. 合肥工业大学, 2021
- [2]三轴全差分电容式MEMS微加速度计的设计与制造工艺研究[D]. 周寿权. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于SOI的三轴MEMS微加速度计的设计与工艺研究[D]. 冯堃. 电子科技大学, 2020(01)
- [4]基于智能控制技术的微惯性器件误差抑制方法研究[D]. 张睿. 西北工业大学, 2017(09)
- [5]闭环叉指式电容微机械加速度计动态性能研究及优化[D]. 曾建. 电子科技大学, 2016(02)
- [6]抗高过载惯性器件设计与分析[D]. 于家锟. 沈阳理工大学, 2012(05)
- [7]一种新型硅微加速度计的设计与制造工艺研究[D]. 吕宇. 国防科学技术大学, 2011(07)
- [8]基于SOI的电容式微加速度计的建模及系统级仿真分析[D]. 陈浩. 电子科技大学, 2011(12)
- [9]基于SOI技术的MEMS惯性加速度计的设计与优化[D]. 赵文静. 电子科技大学, 2010(04)
- [10]基于SOI的电容式微加速度计器件物理模型与实验研究[D]. 戴强. 电子科技大学, 2010(12)