设计了一种基于微机电系统(MEMS)技术的高频响三轴加速度计,内部集成滤波电路和放大电路,实现了传感器与变换器的一体化。电路设计简单可靠,功耗低,稳定性好。电路板的结构采用刚挠结合印制板的设计,保证了传感器输出的高精度和低噪声特性。整机结构体积小巧,刚性好,3个方向的频率响应均可以达到5 k Hz,实现了一个测点3个方向高频加速度参数的测量。通过性能指标校验和实验验证,证明传感器具有测量精度高、热灵敏度漂移小、横向效应低等优点,可应用于航空航天等领域。 :高频响小体积三轴加速度计设计与实现壳体电路板敏感元件束线螺钉螺母束线管电缆管插头4236±0.2302×准3.530A-A垫圈A顶盖A3.525图1传感器结构图了密封设计，避免了潮气等进入到传感器内部。外壳材料采用铝7A04，该材料质量轻且工艺性好，表面经导电氧化处理后具有更好的耐腐蚀性。壳体的尺寸仅为30mm×30mm×25mm，体积小本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动缩管机采集网络整理  http://www.suoguanji.cc ，加速度计设计-电动液压滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机多少钱刚性好，使用2个M3的螺钉便可安装使用。壳体的厚度直接影响着传感器的整机性能:壳体过薄，传感器会在较低的频率点出现谐振现象，过厚会增加整机的重量，也将影响产品的频响特性。经实际验证，壳体采用了最佳厚度1．5mm。顶盖和壳体上端结合的地方设计有台阶，保证了两者的正确卡位和装配。X，Y，Z3个方向的敏感元件分别焊接在刚挠结合板的3块刚性电路板上，通过胶粘的安装方式将带有敏感芯体的3块刚性板分别固定在壳体的3个正交垂直的内面上，焊接有滤波电路和变换电路的第4块刚性板胶粘固定在壳体的另外一个内侧面。壳体的内面在生产过程中保持了严苛的机加垂直度，电路板在粘接过程中使用先进的张弛夹具，可以保证电路板和壳体内面的平整粘接，从而将3个方向的最大横向灵敏度比控制在一个很小的比例范围内(＜2%)。1．3结构分析模态分析技术可用于振动测量和结构动力学分析，能测得精确的固有频率、模态振型、模态阻尼、模态质量和模态刚度等参数［7］。运用模态分析技术对传感器的结构进行了分析，使用HyperWorks软件建立了有限元模型。将设置好求解器参数的有限元模型提交相应求解器，求解出该结构的自由模态参数。由于结构的动态特性主要由前几阶模态决定，所以，模态分析时只需要识别其前几阶模通过计算可以得出，当截止频率为5kHz时，C61的容值为6n图4MAX291应用电路2．4电压调整电路的设计在电压调整电路中如图5，Vin为滤波电路的输出电压，Vo为最终输出电压，+2．5V为零位偏置电压，Ｒg1和Ｒt1用于调整电压增益，C71，Ｒ71用于调整传感器带宽的起始频率点。其中电压增益Av为Av=Ｒg1+Ｒt1Ｒ71(1)Vo1U148+-32Rg1Rt1R71C71Vin图5电压调整电路3性能指标校验为了验证传感器设计的合理性，生产了4只样机，编号为01～04，量程均为±400gn，对传感器的性能指标进行了多次校验，所有指标均符合设计要求，具体项目如下:1)灵敏度和线性度校验灵敏度校验在160Hz，施加10gn的标准加速度，采集传感器的输出。线性度校验在160Hz的频率点分别施加不同量级的加速度值，采集传感器的数据，经过与灵敏度值的比较，计算出线性度。具体结果如表1。灵敏度范围和线性度指标均符合设计要求。表1灵敏度和线性度校验结果校验项目各编号产品不同方向的校验结果灵敏度数值加速度计设计-电动液压滚圆机滚弧机价格低电动液压滚圆机多少钱本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动缩管机采集网络整理  http://www.suoguanji.cc