[实用新型]微机械加速度计检测放大电路的优化结构

说明书

技术领域

本实用新型属微惯性仪表技术领域，具体涉及一种微机械加速度计检测放大电路的优化结构，主要应用于机载导航系统、武器制导及民用各类微机械加速度计(以下简称微加计)的研制及批量生产。

背景技术

微加计的检测放大电路包括两个部分：检测电路和运算放大电路(见图2)。它们是系统电路的最前级，其性能会对微加计输出造成直接影响。由图2可看出，运算放大电路2中的REF为参考电压输入点，其变化将会通过放大器以K倍(放大器放大倍数)的形式反映在信号输出上。如果REF引脚上的电压存在漂移，就会影响微结构电气零位，进而影响微加计偏值输出电压以及加温时间。目前国产微加计普遍存在加温时间长、温度漂移大等问题，极大地影响了其科研和工程化生产进程，也限制了其在军用、民用领域的应用范围，上述问题极需解决改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种微机械加速度计检测放大电路的优化结构，通过将运算放大电路的REF引脚接地，可以排除检测放大电路对偏值的不确定影响，便于进行温度补偿，而且其加温时间有了显著减小，输出温度特性也间接得到改善，简化结构，减少了元器件的数量，间接改善微加计的温度特性。

本实用新型采用的技术方案：微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路和运算放大电路，所述检测电路将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路，所述运算放大电路的REF引脚接地。

本实用新型与现有技术相比将微加计的检测放大电路进行了改进，简化了设计，减少了元器件的数量，缩短了调试和生产周期，降低了生产成本。同时改善了微加计的温度特性，缩短了加温时间，提高了产品合格率和可靠性，对微加计的工程化生产具有实际意义。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理示意图；

图2为现有技术中检测放大电路原理示意图；

图3为本实用新型中的检测放大电路原理示意图；

图4为现有技术中REF引脚接地前U_ref值示意图；

图5为现有技术中REF引脚接地前偏值示意图；

图6为本实用新型中REF引脚接地后偏值示意图；

图7为微加计改进前加温时间示意图；

图8为本实用新型加温时间示意图。

具体实施方式

下面结合附图描述本实用新型的实施例。

微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路1和运算放大电路2，所述检测电路1将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路2，所述运算放大电路2的REF引脚接地。

微加计闭环系统主要由表头组件(含敏感质量块的微结构)、检测放大电路和反馈电路等几部分组成。其工作原理见图1，当加速度输入作用于敏感质量块m形成惯性力，使微结构上电容极板发生位移，产生电容变化ΔC。检测放大电路将电容变化ΔC转变为电压变化ΔV，反馈电路产生负反馈电压，加到微结构上以平衡惯性力的作用，形成闭环系统。

本方案是对其中的检测放大电路进行改进，检测放大电路包括2个部分：检测电路1和运算放大电路2(见图2)。它们是系统电路的最前级，其性能会对微加计输出造成直接影响。由图2可看出，运算放大电路2中的REF为参考电压输入点，其变化将会通过放大器以K倍(放大器放大倍数)的形式反映在信号输出上。如果REF引脚上的电压存在漂移，就会影响微结构电气零位，进而影响微加计偏值输出电压以及加温时间。所以，需要对REF发生电路做出处理。改进电路(见图3)中，我们将REF引脚接地，得到了较好的效果。

下面以某微加计为例，对采用两种检测电路方案的结果进行比较。试验方法为：在室温(约25℃)下给微加计通电后，迅速置于75℃恒温箱内，并用数据采集系统测量各测试点的输出电压。

1)对偏值温度特性的影响，见图4～图6。图中试验微加计的标度因数为200mV/g；采样时间40min。