[发明专利]多路电容式MEMS加速度传感器零点偏移测试补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术，具体说就是一种多路电容式MEMS加速度传感器零点偏移测试补偿装置。

背景技术

电容式MEMS加速度传感器是利用在外加加速度的作用下惯性质量块与检测电极间的相狭小空隙发生改变从而所引起的等效电容的变化来测定加速度的。主要由惯性质量块、悬臂梁和两个固定电极所组成。它是目前研究最多的一类加速度传感器，它具有很多优点：精度高、噪声特性好、温度敏感性小、功耗低、结构比较简单等。使得它从大批量的低价的汽车用加速度传感器，到高精度的惯性导航系统都有运用。由于电容式MEMS加速度传感器微结构中采用差动电容结构，在实际的工艺生产过程中，由于工艺加工的误差，致使活动梁与中心位置存在偏差，使得电路存在零点偏移。通常需要对加速度计的零点进行补偿。传统的方法通常采用对单个加速度计进行测量，然后完成系统的零点补偿。操作较为繁琐，对多个加速度计进行测量比较费时。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多路电容式MEMS加速度传感器零点偏移测试补偿装置。

本发明的目的是这样实现的：包括步进电机机械系统、多路电容式MEMS加速度传感器、多路数据采集电路、单片机控制电路、上位机和电源管理系统，步进电机机械系统连接多路电容式MEMS加速度传感器，多路电容式MEMS加速度传感器连接多路数据采集电路，多路数据采集电路连接单片机控制电路，所述的步进电机机械系统包括铝合金制MEMS电容式加速度传感器载体、步进电机和步进电机底座，步进电机安装在步进电机底座上，多路数据采集电路安装在铝合金制MEMS电容式加速度传感器载体内部，在铝合金制MEMS电容式加速度传感器载体的表面预留多路数据采集接口，多个MEMS电容式加速度传感器与数据采集接口相连接，在铝合金制MEMS电容式加速度传感器载体的侧边中心轴处设置步进电机安装孔，步进电机轴与步进电机安装孔连接；电源管理电路分别电气连接步进电机、多路电容式MEMS加速度传感器、多路数据采集电路和单片机控制电路；上位机通过RS232串口或者USB口与单片机控制电路电气连接。

本发明还有以下技术特征：

1、所述的数据采集电路主要包括AD采集电路和多路模拟开关，所述的AD采集电路与多路模拟开关电气连接，所述的AD采集电路采用ADS1282芯片。

2、所述的单片机控制电路采用LPC2119作为处理器。

3、系统通电后，步进电机的转动圈数和速度是由上位机软件进行输入，转动圈数和速度能够进行调节，上位机通过RS232串口或者USB口将控制命令发送给控制步进电机的单片机，单片机控制步进电机机械系统带动铝合金制MEMS电容式加速度传感器载体转动，从而带动多个电容式加速度传感计一起转动，步进电机旋转时，由AD数据采集电路分时采集多个MEMS加速度传感器的加速度值，单片机控制电路将采集到得MEMS电容式加速传感器的加速度值通过RS232串口或USB口发送到上位机，上位机实时接收RS232串口或USB口的数据，接收到数据包后，上位机软件对数据包数据进行校验，通过奇偶校验，是需要接收的数据包数据时，解析数据包数据，并对需要电容补偿的MEMS加速度传感器的号码进行判断，分析数据，对求解的电容进行计算，得到需要补偿的电容值，从而完成MEMS电容式加速度计的零点偏移的测量，通过对电容阵列的重新压焊完成零点偏移的补偿。

本发明的系统可同时自动求解多路加速度传感器电容偏差，具有操作简单，自动化程度高等优点。同时，通过分析大量的同批次加速度传感器的零点漂移数据，可进一步指导加速度计敏感结构的工艺设计参数，提高加速度计的成品率。

附图说明

图1为本发明的多路MEMS电容式加速度传感器零点偏移测量系统原理框图；

图2为本发明的步进电机安装底座；

图3为本发明的铝合金壳体表面的传感器安装口示意图；

图4为铝合金壳体侧面示意图；

图5为本发明的单片机的软件流程图；

图6为本发明的上位机软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明作进一步说明。