[发明专利]一种MEMS闭环电容式加速度计高线性控制方法及系统

权利要求书

1.一种MEMS闭环电容式加速度计高线性控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：生成载波信号，并将所述载波信号和输入闭环电容式加速度计的加速度信号调制为电容变化信号；

步骤2：将所述电容变化信号解调为差分模拟电压信号，并将所述差分模拟电压信号转换为差分数字电压信号；

步骤3：根据所述差分数字电压信号生成闭环控制所需的闭环控制量，并根据所述闭环控制量计算施加至所述上极板的上极板电压U_T和施加至所述下极板的下极板电压U_B；

步骤4：根据施加至所述上极板的上极板电压U_T和施加至所述下极板的下极板电压U_B产生的静电力消除所述闭环电容式加速度计的质量块在加速度下敏感到的惯性力，并根据所述闭环控制量计算加速度测量值。

2.如权利要求1所述的一种MEMS闭环电容式加速度计高线性控制方法，其特征在于，所述步骤3的具体操作为：根据所述闭环控制量，结合闭环电容式加速度计参数，计算施加至所述上极板的上极板电压U_T和施加至所述下极板的下极板电压U_B；所述闭环电容式加速度计参数用于指示所述闭环电容式加速度计获得的最大量程。

3.如权利要求2所述的一种MEMS闭环电容式加速度计高线性控制方法，其特征在于，所述计算施加至所述上极板的上极板电压U_T的具体操作为：

计算施加至所述下极板的下极板电压U_B的具体操作为：

其中，ΔB为闭环控制量，B为闭环电容式加速度计参数。

4.如权利要求2所述的一种MEMS闭环电容式加速度计高线性控制方法，其特征在于，步骤4中所述计算加速度测量值的具体操作为：

a_det＝Constant+Scale*ΔB

其中，ΔB为闭环控制量，Constant为实际零偏测试得到的零偏，Scale为标度因子测试得到的标度因子，a_det为加速度测量值。

5.一种MEMS闭环电容式加速度计控制系统，与闭环电容式加速度计连接；所述闭环电容式加速度计包括加速度计敏感结构；所述加速度计敏感结构包括上极板、下极板、中间极板、质量块；其特征在于，所述闭环电容式加速度计闭环控制系统包括处理模块、载波模块、CV转换模块；所述载波模块的输入端输入载波信号，输出端与所述中间极板连接；所述中间极板与所述质量块连接；所述CV转换模块的输入端与所述中间极板连接，输出端与所述处理模块的输入端连接；所述处理模块的输出端与所述上极板、所述下极板连接；所述载波模块，用于将所述载波信号和输入所述闭环电容式加速度计的加速度信号调制为电容变化信号；

所述CV转换模块，用于将所述电容变化信号解调为差分模拟电压信号；

所述处理模块，用于将所述差分模拟电压信号转换为差分数字电压信号，并根据所述差分数字电压信号生成极板控制电压信号；然后根据所述差分数字电压信号生成闭环控制所需的闭环控制量，并根据所述闭环控制量计算施加至所述上极板的上极板电压U_T和施加至所述下极板的下极板电压U_B；最后根据施加至所述上极板的上极板电压U_T和施加至所述下极板的下极板电压U_B产生的静电力消除所述闭环电容式加速度计的质量块在加速度下敏感到的惯性力，并根据所述闭环控制量计算加速度测量值。