使用叉指式电极板的自平衡航天级电容微加速度计及其在变传感电压变压强下的性能

摘要

本文描述了航天级的微加速度计，通过设计一种新型的电极板来提高加速度计的低噪声高分辨检测能力，电极板是基于高振幅反相的传感电压设计的。通过提高检测质量——基于硅晶体的深度反应离子蚀刻(RIE)来减小微加速度计的机械噪声，使噪声减小到5．5ug／√Hz，通过19V的反相高幅方波传感电压，使电噪声减小到0．6ug／√Hz。设计的新型叉指式电极板解决了由高幅传感电压引起的非线性问题。叉指式电极板和高幅传感电压共同作用产生了自平衡效果，使带宽提高140％，从726Hz提高到1734Hz。在10V传感电压和3．9托空气压强下，测得的全部噪声为2．6ug／√Hz，是大气压强下噪声5．1ug／√Hz的51％。用1g，10Hz的正弦加速度做试验，微加速度计的信噪比测得为105分贝，相当于5．7ug／√Hz的噪声。叉指式电容微加速度计的灵敏度测得为0．638V／g，线性度为0．044％。