[发明专利]基于寄生电阻的电容式微机械加速度计相移温度补偿方法

权利要求书

1.一种基于MEMS寄生电阻的电容式微机械加速度计相移温度补偿方法，其特征在于包括下列步骤：

1）考虑了MEMS寄生电阻，对模拟检测电路进行分析，得到模拟检测电路所产生的幅度和相移与MEMS寄生电阻的关系；

所述的模拟检测电路包括等效MEMS寄生电阻R_s、差分电容C_s1、差分电容C_s2、第一运算放大器、第二运算放大器、反馈电阻R_f1、反馈电容C_f1、反馈电阻R_f2、反馈电容C_f2、反馈电容C₁、反馈电容C₂、电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃和电阻R₄；等效MEMS寄生电阻R_s的一端为调制载波输入端，另一端分别与敏感元件的差分电容C_s1和C_s2相连，差分电容C_s1与第一运算放大器的反相输入端相连，第一运算放大器的输出端和反相输入端之间并联有反馈电阻R_f1和反馈电容C_f1，第一运算放大器的同相输入端接地，第一运算放大器的输出端与电阻R₁的一端相连，差分电容C_s2与第二运算放大器的反相输入端相连，第二运算放大器的输出端和反相输入端之间并联有反馈电阻R_f2和反馈电容C_f2，第二运算放大器的同相输入端接地，第二运算放大器的输出端与电阻R₃的一端相连，电阻R₁的另一端与减法器的反相端相连，电阻R₃的另一端与减法器的同相端相连，减法器的反相端与输出端之间并联连接有反馈电容C₁与电阻R₂，减法器的同相端与反馈电容C₂与电阻R₄相连，反馈电容C₂与电阻R₄接地；

减法器的输出为模拟检测电路的输出，且R_f1=R_f2，C_f1=C_f2，C₁=C₂，R₁=R₂，R₃=R₄；

2）将加速度计系统置于温箱内，保持输入加速度不变， MEMS寄生电阻的阻值会随测试温度的变化而变化，而该寄生电阻阻值的变化将导致模拟检测电路产生的幅度和相移发生变化，以每10℃为间隔变化温度，测量IQ解调之后的加速度信号和相移信号，得到加速度信号和相移信号与温度之间的关系；所述的步骤2）中的输入加速度通过检测双边电容差值来测量;

3）根据加速度信号和相移信号与温度之间的关系，利用实际工作时测得的加速度信号和相移信号来检测温度的变化，从而在FPGA内进行温度补偿，降低系统的温度灵敏度，提高系统的稳定性;所述的相移信号表征温度信息，加速度信号同时受温度和加速度影响。

2.根据权利要求1所述的基于MEMS寄生电阻的电容式微机械加速度计相移温度补偿方法，其特征在于所述的电容式微机械加速度计敏感元件结构是可变电容且含有寄生串联电阻。

3.根据权利要求1所述的基于MEMS寄生电阻的电容式微机械加速度计相移温度补偿方法，其特征在于所述的双边电容差值采用载波调制方式检测。

4.根据权利要求1所述的基于MEMS寄生电阻的电容式微机械加速度计相移温度补偿方法，其特征在于所述的IQ解调方式为：FPGA产生两路正交正弦波用于调制信号的解调。