一种电容式微加速度计偏置电压和标度因数自动标定方法.pdfVIP

62 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2013年第32卷第 7期 一 种电容式微加速度计偏置电压和标度因数 自动标定方法 耿赛柳，徐大诚，郭述文 (苏州大学 微纳传感器研究中心，江苏 苏州 215100) 摘 要：电容式微加速度计的电学参数校准和标定产品制造过程 中，通过对标度因数的定标过程能确保 传感器输出的线性度。采用 MS3110微小电容读取电路，根据其输 出函数的要求 ，只要确定 C C ，C， 3个电容值，通过(1，0，-1g)三点即能确定标度因数(sF)和偏置电压，这样就实现了电容式微加速度计 的标度因数 自动标定。实验结果表明：通过多次自动定标 ，传感器标度因数的相对误差为0．79％。 关键词：电容式微加速度计；标度因数；自动标定 中图分类号：TP212．12 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2013)07-0062-02 Anautomaticcalibrationmethodofcapacitivemicro accelerometerbiasvoltageand scalefactor GENGSai—liu，XUDa—cheng，GUO Shu—wen (Micro-NanoSensorResearchCenter，SoochowUniversity，Suzhou215100，China) Abstract：Capacitivemicroaccelerometerelectricalparametercalibrationandcalibrationproductmanufacturing process，throughcalibrationprocessofscalefactorcanensurethelinearityofsensoroutput．UsingMS3110 tiny capacitancereadingcircuit，accordingtotherequirementsofthe outputfunction，aslong asCl，C ，C，three capacitancevalueisdeterminedthroughthreepoints(1，0，一1g)candeterminescalefactor(SF)andbias voltage，SOthatautomaticcalibration ofscalefactorofcapacitivemicroaccelerometerisrealized．Experimental resultsshow thatthroughmultipleautomaticcalibration．relativeeiTorofsensorscalefactoris0．79％ ． Keywords：capacitivemicroaccelerometer；SCalefactor；automaticcalibration 0 引 言 电容式微加速度传感器一般采用差分电容输出，零偏 电容式微加速度计已广泛应用于消费电子、汽车工业 电压取决于差分电容的对称性，而sF则与电容的变化量灵 和航天领域。在不同领域的应用 中，其测量精度、测量范 敏度有关。由于微细加工工艺的误差不可避免地造成差分 围、零偏稳定性等参数是决定性能的关键。国内外有大量 电容的非对称性误差和灵敏度误差，这些误差需要通过外 报道改善这些参数性能的文献 引，测量范围这一性能指 围电路的电容来校准。传统的方法是通过手工标定，然后 标 ，可以通过标度因数的标定来确定。 再外接电容来进行补偿。MS3110是一种数模混合电路内 电容式微加速度计标度 因数的标定，一般采用与 置了1只传感器接