微機械加速度計中磁反饋結構設計與性能測試.pdf

1、本課題來源于微機械加速度計中反饋控制的需求。加速度計的反饋方式一般分為靜電反饋和磁反饋。靜電反饋容易控制、精度高，但靜電力較小、提供的反饋力較??；磁反饋可以提供較大反饋力，但是磁場的均勻性和穩(wěn)定性較差。采用磁反饋方式是想獲得較大的反饋力。根據(jù)彈簧振子結構確定了磁場的設計區(qū)域，給出了磁路的設計目標：在6.5mm*18mm矩形區(qū)域內磁場強度為0.7T、磁場的均勻性為10-2～10-3。
　　本文詳細介紹了微機械加速度計中磁反饋結構設計

2、和研究工作。我們參考英國帝國理工的大學博士論文的磁路的設計思路，運用ANSYS軟件進行磁場仿真得到第一套磁路的磁場大小為(0.608±0.003)T，磁場均勻性為0.02。第一套磁路測量結果表明，磁場大小(0.537±0.064)T，磁場均勻性為0.44；正對磁極中間的磁場強度在不同位置處較為均勻，但在邊緣出表現(xiàn)出下降趨勢。實驗結果比英國帝國理工大學的結果好，比仿真結果差。第一套磁路采用的是十字形支架，上下兩塊磁體是靠磁極間的吸引力固定

3、在十字架上，這樣它們之間的平行度得不到保證?？紤]到上下兩塊磁體之間的平行度和磁場的均勻性，第二套磁路我們重新設計了支架、增加了磁路的長度。為了滿足第二版彈簧振子的結構及裝配要求，第三套磁路設計了間距可微調的支架、改變了磁路的尺寸。
　　在6.5mm*18mm的矩形區(qū)域內，第二套磁路的磁場大小為(0.672±0.005)T，磁場均勻性為0.03；第三套磁路的磁場大小為(0.688±0.005)T，磁場均勻性為0.03；在0.1Hz處

4、兩套磁路的磁場的功率譜均好于10-6T/（此處公式）。與第二套磁路相比，第三套磁路的磁場強度較大、穩(wěn)定性好、磁場均勻性數(shù)值在一個量級上；在磁場參考寬度不變的情況下，磁場強度越大，均勻性就會越差；所以第三套磁路的磁場性能比第二套磁路的磁場性能好。溫度調制實驗結果表明：高斯計探頭的溫度系數(shù)為67(213)ppm/℃，修正后的第二套、第三套磁路的溫度系數(shù)分別為：(1438±213±5)ppm/℃、(1561±213±173)ppm/℃。第二套