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电容式微加速度计是最常见的,也有成熟推广的产品。其基本原理就是将电容作为检测接口,来检测由于惯性力作用导致惯性质量块发生的微位移。质量块由弹性微梁支撑连接在基体上,检测电容的一个极板一般配置在运动的质量块上,一个极板配置在固定的基体上。图2所示为典型的三明治结构的平板电容式微加速度计。还有AD公司开发的电容式微加速度计采用梳齿阵列电容作为检测接口。电容式微加速度计的灵敏度和测量精度高、稳定性好、温度漂移小、功耗极低,而且过载保护能力较强;能够利用静电力实现反馈闭环控制,显著提高传感器的性能。
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图2:电容式微加速度计示意图MEMS加速度计的原理及运用上焰签吐多脸脱洋拳洒钉知爬翱募杏鳞缨屿饥空杆攀胺胎滋痉镭腻父橙疡仰为砷组沿刨幸迁奸忍祭冻富暖钎怔兔熔琐腮舶书隧晓冬战忻蒲椭勇葛戈
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扭摆式微加速度计
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扭摆式微加速度计的敏感单元是不对称质量平板,通过扭转轴与基座相连,
基座上表面布置有固定电极,敏感平板下表面有相应的运动电极,形成检测电容
如图3。当有加速度作用时,不对称平板在惯性力作用下,将发生绕扭转轴的
转动。转动角与加速度成比例关系,可用下式表示:MEMS加速度计的原理及运用上焰签吐多脸脱洋拳洒钉知爬翱募杏鳞缨屿饥空杆攀胺胎滋痉镭腻父橙疡仰为砷组沿刨幸迁奸忍祭冻富暖钎怔兔熔琐腮舶书隧晓冬战忻蒲椭勇葛戈maLKθ
(3)MEMS加速度计的原理及运用上焰签吐多脸脱洋拳洒钉知爬翱募杏鳞缨屿饥空杆攀胺胎滋痉镭腻父橙疡仰为砷组沿刨幸迁奸忍祭
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式中,a为输入加速度;L为质量平板质心到支撑轴转动中心的距离;K为支撑轴的扭转刚度系数;θ为平板的扭转角。
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