CN108089027A - 基于mems电容式微加速度计的传感器和航姿仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MEMS电容式微加速度计的传感器和航姿仪，该基于MEMS电容式微加速度计的传感器包括：基座；多个设置在所述基座上的MEMS电容式微加速度计，且各个所述MEMS电容式微加速度计的轴线之间具有预设夹角；为各个所述MEMS电容式微加速度计供电的电源模块。上述基于MEMS电容式微加速度计的传感器，可以应用到汽车定位、精细农用机械车辆导航、林区防火的无人机、精确制导武器、卫星探测等方面，环境适应性好，随温度变化较小，能够较为精确的实时获取当前加速度信息，提高测量精度，且可以连续测量冲击加速度，而性能特性不会发生明显变化。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种基于MEMS电容式微加速度计的传感器和航姿仪。
背景技术
目前，MEMS电容式微加速度计时当今测试测量加速度的趋势。MEMS电容式微加速度计具有成本低、体积小、重量轻、功耗低等优点，因此在消费电子、汽车定位、结构模态测量、制导武器、卫星探测等方面具有非常重要的应用价值。
国内外传统的高g值冲击传感器采取压阻式或压电式的原理，其精度能够满足要求，且加工难度较低。但是压阻式冲击传感器有着其自身的缺点，如温度特性差，环境适应能力有限，在全温范围内的灵敏度指标变化很大，直接影响工程测试精度。压电式冲击传感器的频响范围宽，动态特性好，但是其在连续测量高冲击加速度时会短暂发生电荷阻塞现象，影响输出精度，且压电式冲击传感器内部的压电晶体对安装时基座传递至晶体的机械应力异常敏感，会对冲击传感器的性能产生影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于MEMS电容式微加速度计的传感器和航姿仪，环境适应性好且测量精度高。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种基于MEMS电容式微加速度计的传感器，包括：
基座；
多个设置在所述基座上的MEMS电容式微加速度计，且各个所述MEMS电容式微加速度计的轴线之间具有预设夹角；
为各个所述MEMS电容式微加速度计供电的电源模块。
优选的，所述MEMS电容式微加速度计的个数为三个。
优选的，三个所述MEMS电容式微加速度计的轴线之间相互垂直。
优选的，各个所述MEMS电容式微加速度计通过粘结的方式设置在所述基座上。
优选的，所述MEMS电容式微加速度计采用MEMS电容式微加速度计MSV6000系列微加速度计芯片。
优选的，还包括：
整体呈长方体型的壳体；所述基座、所述电源模块和各个所述MEMS电容式微加速度计均设置在所述壳体中。
优选的，所述壳体是通过304不锈钢材料制成的。
优选的，还包括：
对各个所述MEMS电容式微加速度计的输出信号进行电容/电压转化处理、信号放大处理以及灵敏度补偿和温度补偿处理的功能电路。
一种航姿仪，包括上述任一基于MEMS电容式微加速度计的传感器。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明实施例可以应用到汽车定位、精细农用机械车辆导航、林区防火的无人机、精确制导武器、卫星探测等方面，通过各个MEMS电容式微加速度计获取当前加速度信息，而MEMS电容式微加速度计环境适应性好，随温度变化较小，因此能够较为精确的实时获取当前加速度信息，提高测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的装配示意图；
图2是本发明的电气框图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，为本发明一种基于MEMS电容式微加速度计的传感器的一个实施例。参见图1，基于MEMS电容式微加速度计的传感器可以包括：基座100、电源模块(图未示)和多个MEMS电容式微加速度计200。其中，各个所述基座上的MEMS电容式微加速度计200均设置在基座100上，且各个所述MEMS电容式微加速度计200的轴线具有预设夹角。所述电源模块为各个MEMS电容式微加速度计200供电。
上述基于MEMS电容式微加速度计的传感器，可以应用到汽车定位、精细农用机械车辆导航、林区防火的无人机、精确制导武器、卫星探测等方面，通过各个MEMS电容式微加速度计200获取当前加速度信息，而MEMS电容式微加速度计200环境适应性好，随温度变化较小，因此能够较为精确的实时获取当前加速度信息，提高测量精度。
优选的，各个MEMS电容式微加速度计200的轴线之间相互垂直，能够保证多轴微加速度计的正交性安装，减少交叉耦合。
一个实施例中，所述MEMS电容式微加速度计200的个数为三个，但并不限于此。三个MEMS电容式微加速度计200分别设置在基座100的不同位置上，且三个MEMS电容式微加速度计200的轴线相互正交，形成一个三轴坐标系。
参见图2，三个MEMS电容式微加速度计200分别为X轴微加速度计、Y轴微加速度计和Z轴微加速度计。电源模块300为三个MEMS电容式微加速度计200供电。X轴微加速度计输出X轴输出信号，表征当前X轴方向上的加速度信息。Y轴微加速度计输出Y轴输出信号，表征当前Y轴方向上的加速度信息。Z轴微加速度计输出Z轴输出信号，表征当前Z轴方向上的加速度信息。
优选的，所述冗余MEMS测量装置还可以包括功能电路(ASIC电路)。所述功能电路用于对各个MEMS电容式微加速度计200的输出信号进行C/V(电容/电压)转化处理、信号放大处理以及灵敏度补偿和温度补偿处理。
作为一种可实施方式，三个MEMS电容式微加速度计200可以通过粘结的方式设置在所述本体的内壁上。具体的，根据冲击传感器使用的力学环境采用不同的胶将三个MEMS电容式微加速度计200固连到基座100上，以在达到装配强度的同时，保证冲击传感器能够更加充分的接收到有用信号。
例如，所述功能电路集成设置在电路板上；各个MEMS电容式微加速度计200与所述电路板连接；所述电路板通过导热绝缘胶固定在基座100上。通过导热绝缘胶将所述电路板固定在基座100上，可以对MEMS电容式微加速度计200起到减振作用，而且还能够保证该传感器能够更加充分的接收到有用信号。
参见图1，基于MEMS电容式微加速度计的传感器还可以包括壳体400。壳体400整体呈长方体型。基座100、所述电源模块和各个MEMS电容式微加速度计200均设置在壳体400中。
优选的，壳体400是通过304不锈钢材料制成的，能够保证高冲击加速度测试环境下传感器的结构强度要求，并优化结构安装谐振频率，减小安装引入的测试测量误差。壳体400的安装方式能够在满足安装强度的前提下，保证该传感器的测量精度。
可选的，MEMS电容式微加速度计200可以采用美泰公司的MEMS电容式微加速度计MSV6000系列微加速度计芯片，主要通过MEMS微机械结构检测加速度信号，并通过ASIC电路进行C/V转化处理、信号放大处理以及灵敏度补偿和温度补偿处理。该系列微加速度计经过多个型号地面、飞行试验验证，可靠性高，性能指标稳定并且已经完全实现国产化。
上述基于MEMS电容式微加速度计的传感器，可以应用到汽车定位、精细农用机械车辆导航、林区防火的无人机、精确制导武器、卫星探测等方面，通过各个MEMS电容式微加速度计200获取当前加速度信息，而MEMS电容式微加速度计200环境适应性好，随温度变化较小，因此能够较为精确的实时获取当前加速度信息，提高测量精度，且可以连续测量冲击加速度，而性能特性不会发生明显变化。
一个实施例中，航姿仪可以包括上述人一种基于MEMS电容式微加速度计的传感器，且具有上述基于MEMS电容式微加速度计的传感器所具有的所有有益效果，故在此不再赘述。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，包括：
基座；
多个设置在所述基座上的MEMS电容式微加速度计，且各个所述MEMS电容式微加速度计的轴线之间具有预设夹角；
为各个所述MEMS电容式微加速度计供电的电源模块。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，所述MEMS电容式微加速度计的个数为三个。
3.根据权利要求2所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，三个所述MEMS电容式微加速度计的轴线之间相互垂直。
4.根据权利要求1所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，各个所述MEMS电容式微加速度计通过粘结的方式设置在所述基座上。
5.根据权利要求4所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，所述MEMS电容式微加速度计采用MEMS电容式微加速度计MSV6000系列微加速度计芯片。
6.根据权利要求1所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，还包括：
整体呈长方体型的壳体；所述基座、所述电源模块和各个所述MEMS电容式微加速度计均设置在所述壳体中。
7.根据权利要求6所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，所述壳体是通过304不锈钢材料制成的。
8.根据权利要求1所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器，其特征在于，还包括：
对各个所述MEMS电容式微加速度计的输出信号进行电容/电压转化处理、信号放大处理以及灵敏度补偿和温度补偿处理的功能电路。
9.一种航姿仪，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的基于MEMS电容式微加速度计的传感器。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109596858A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-09 | 陕西理工大学 | 一种简易的三轴mems加速度传感器 |
| CN110793618A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-14 | 浙江优特轴承有限公司 | 用高频单轴加速规检测主轴轴承三轴振动的方法 |
| CN111119838A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 钻具姿态动态测量系统及传感器固定装置 |
| CN111289092A (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-16 | 海南北斗天绘科技有限公司 | 一种腔体式三轴振动检测装置 |
| CN112146652A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-29 | 上海航天控制技术研究所 | 一种卫星用微机械惯测组合 |
| CN113125001A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-16 | 北京卫星环境工程研究所 | 一种用于高精度微振动测量三轴加速度计组件 |
| CN114778891A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-22 | 北京信息科技大学 | 三轴加速度计 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101922938A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-12-22 | 北京航空航天大学 | 一种高精度pos用激光陀螺惯性测量系统 |
| CN102435774A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-05-02 | 浙江大学 | 一种电容式微机械加速度计温度补偿系统及其方法 |
| CN203133113U (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-14 | 厦门乃尔电子有限公司 | 一种三轴电容式加速度传感器 |
| WO2014119825A1 (ko) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | (주)코어센스 | Mems 자세측정장치의 가속도계 신호 진동 감쇠 장치 및 그 방법 |
| CN207623364U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-07-17 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 基于mems电容式微加速度计的传感器和航姿仪 |
-
2017
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101922938A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-12-22 | 北京航空航天大学 | 一种高精度pos用激光陀螺惯性测量系统 |
| CN102435774A (zh) * | 2011-12-07 | 2012-05-02 | 浙江大学 | 一种电容式微机械加速度计温度补偿系统及其方法 |
| WO2014119825A1 (ko) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | (주)코어센스 | Mems 자세측정장치의 가속도계 신호 진동 감쇠 장치 및 그 방법 |
| CN203133113U (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-14 | 厦门乃尔电子有限公司 | 一种三轴电容式加速度传感器 |
| CN207623364U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-07-17 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 基于mems电容式微加速度计的传感器和航姿仪 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 梁海波: "基于陀螺冗余的微惯性系统关键技术研究", 中国博士学位论文全文数据库, no. 5, pages 3 - 4 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111119838A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 钻具姿态动态测量系统及传感器固定装置 |
| CN111289092A (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-16 | 海南北斗天绘科技有限公司 | 一种腔体式三轴振动检测装置 |
| CN109596858A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-09 | 陕西理工大学 | 一种简易的三轴mems加速度传感器 |
| CN110793618A (zh) * | 2019-10-28 | 2020-02-14 | 浙江优特轴承有限公司 | 用高频单轴加速规检测主轴轴承三轴振动的方法 |
| CN110793618B (zh) * | 2019-10-28 | 2021-10-26 | 浙江优特轴承有限公司 | 用高频单轴加速规检测主轴轴承三轴振动的方法 |
| CN112146652A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-29 | 上海航天控制技术研究所 | 一种卫星用微机械惯测组合 |
| CN113125001A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-16 | 北京卫星环境工程研究所 | 一种用于高精度微振动测量三轴加速度计组件 |
| CN114778891A (zh) * | 2022-05-09 | 2022-07-22 | 北京信息科技大学 | 三轴加速度计 |
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