[发明专利]一种MEMS加速度计敏感结构辐射效应在线测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种MEMS加速度计敏感结构辐射效应在线测试装置及方法，包括测试电脑、电压信号检测装置、直流电源、PCB板、屏蔽体和辐射源，其中，PCB板上设置有MEMS加速度计，MEMS加速度计包括检测电路和敏感结构，通过检测电路对敏感结构进行检测，并经电压信号检测装置发送给测试电脑，以确定MEMS加速度计是否受辐射影响以及影响程度。

技术领域

本发明涉及微电子机械系统技术领域，尤其涉及一种MEMS加速度计敏感结构辐射效应在线测试装置及方法。

背景技术

随着微电子机械系统(MEMS)技术的不断成熟，以及电子学系统发展对器件小型化的要求，MEMS加速度计已成为惯性器件小型化的主要方向之一。当MEMS 加速度计在空间恶劣辐射环境(如航空航天、武器装备等工程应用环境)工作时，常导致加速度计性能劣化、甚至故障(失效)，目前对MEMS加速度计辐射效应研究是对MEMS加速度计上的检测电路与敏感结构的协同效应研究，无法确定加电工作态MEMS加速度计敏感结构受到辐射后是否受到影响，以及是否可以正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术无法检测加电工作态敏感结构受到辐射后的影响以及是否可以正常使用。本发明提供了一种MEMS加速度计敏感结构辐射效应在线测试装置和方法，以实现对敏感结构进行辐射效应测试，确定 MEMS加速度计敏感结构在辐射情况下是否受到影响，以及是否可以正常使用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种MEMS加速度计敏感结构辐射效应在线测试装置，包括测试电脑、电压信号检测装置、直流电源、PCB板、屏蔽体和辐射源；其中，所述PCB板上设置有MEMS加速度计，所述MEMS加速度计包括检测电路和敏感结构；

所述测试电脑、所述电压信号检测装置和所述直流电源设置在测试间，所述辐射源、所述屏蔽体和所述PCB板设置在辐射间；

所述测试电脑与所述电压信号检测装置连接，所述电压信号检测装置与所述MEMS加速度计连接，所述直流电源对所述MEMS加速度计上的检测电路和敏感结构供电；所述辐射源发射射线，所述检测电路外设置有屏蔽体，用于屏蔽所述辐射源发射的射线。

进一步地，所述屏蔽体的厚度根据所述辐射源的射线能量确定。

进一步地，所述屏蔽体的材料采用高原子序数材料。

进一步地，所述屏蔽体的形状根据所述辐射源对检测电路的辐射范围设置。

进一步地，所述PCB板上两侧等间距安装有多个等高支柱。

进一步地，所述辐射源为光子类辐射源。

进一步地，所述检测电路和所述敏感结构按照预设距离设置在所述PCB板上。

进一步地，通过梯度设置所述检测电路和所述敏感结构之间的距离，选取抗干扰效果最好的距离作为预设距离。

一种MEMS加速度计敏感结构辐射效应在线测试方法，包括：

通过蒙特卡罗仿真软件对辐射源的粒子输运过程进行仿真，获取屏蔽效能大于预设值的屏蔽体厚度作为有效屏蔽体厚度，基于所述有效屏蔽体厚度选取对应的屏蔽体；

启动直流电源对所述检测电路和所述敏感结构供电，所述检测电路对所述敏感结构进行检测，以获取第一零位输出电压数据；

所述测试电脑获取测试指令，并基于所述测试指令启动所述电压信号检测装置，按照预设检测频率检测并记录所述检测电路输出的所述第一零位输出电压数据；

基于基准数据提取条件，从所述第一零位输出电压数据中选择基准数据，计算所述基准数据的平均值作为基准零位输出电压，计算所述基准数据的标准差作为基准零偏稳定性数据；