| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-10页 |
| Abstract | 第10-12页 |
| 1 绪论 | 第17-37页 |
| 1.1 微机电系统(MEMS)概述 | 第17页 |
| 1.2 MEMS加速度计概述 | 第17-22页 |
| 1.2.1 MEMS加速度计的工作原理 | 第18页 |
| 1.2.2 MEMS加速度计的主要分类 | 第18-22页 |
| 1.3 MEMS谐振式加速度计发展现状 | 第22-32页 |
| 1.3.1 国外研究现状 | 第23-29页 |
| 1.3.2 国内研究现状 | 第29-32页 |
| 1.4 本文的研究意义和研究内容 | 第32-36页 |
| 1.4.1 本文的研究意义及现有MEMS谐振式加速度计存在的问题 | 第32-33页 |
| 1.4.2 本文的主要研究内容 | 第33-36页 |
| 1.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 2 基于微杠杆机构的灵敏度提升机制研究 | 第37-49页 |
| 2.1 引言 | 第37-38页 |
| 2.2 双级微杠杆机构的工作原理及其修正模型 | 第38-45页 |
| 2.2.1 单级杠杆机构 | 第39-43页 |
| 2.2.2 双级杠杆机构 | 第43-45页 |
| 2.3 微杠杆机构修正模型的有限元验证 | 第45-48页 |
| 2.4 本章小结 | 第48-49页 |
| 3 集成双级杠杆机构的双轴谐振式加速度计研究 | 第49-75页 |
| 3.1 引言 | 第49-50页 |
| 3.2 器件结构设计、分析与仿真 | 第50-65页 |
| 3.2.1 加速度计结构设计与工作原理 | 第50-51页 |
| 3.2.2 DETF谐振器结构与工作原理 | 第51-61页 |
| 3.2.2.1 固有频率与力敏感性 | 第52-54页 |
| 3.2.2.2 对称与反对称模态 | 第54-55页 |
| 3.2.2.3 品质因数 | 第55-58页 |
| 3.2.2.4 频率牵引 | 第58页 |
| 3.2.2.5 等效电路学模型 | 第58-59页 |
| 3.2.2.6 非线性振动 | 第59-60页 |
| 3.2.2.7 温度漂移 | 第60-61页 |
| 3.2.3 加速度计灵敏度理论计算与系统级有限元仿真 | 第61-65页 |
| 3.3 器件加工工艺 | 第65-66页 |
| 3.4 开环测试 | 第66-71页 |
| 3.4.1 真空开环频率响应试验台 | 第66-68页 |
| 3.4.2 谐振器电机械特性检测 | 第68页 |
| 3.4.3 谐振器温度特性检测 | 第68-69页 |
| 3.4.4 加速度计校准及灵敏度检测 | 第69-71页 |
| 3.5 闭环测试 | 第71-74页 |
| 3.5.1 闭环自激振荡电路 | 第71-72页 |
| 3.5.2 零偏不稳定性检测 | 第72-74页 |
| 3.6 本章小结 | 第74-75页 |
| 4 基于双轴谐振式加速度计的双工模式倾角测量应用研究 | 第75-91页 |
| 4.1 引言 | 第75-76页 |
| 4.2 小角度范围双轴倾角测量应用 | 第76-84页 |
| 4.2.1 坐标系与角度变换 | 第76-78页 |
| 4.2.1.1 平面倾角与轴倾角角度变换 | 第76-77页 |
| 4.2.1.2 轴倾角与转角角度变换 | 第77-78页 |
| 4.2.2 倾角灵敏度理论计算与系统级有限元仿真 | 第78-82页 |
| 4.2.3 开环与闭环测试 | 第82-84页 |
| 4.3 大角度范围单轴倾角测量应用 | 第84-89页 |
| 4.3.1 倾角线性测量区间划分 | 第85-86页 |
| 4.3.2 倾角灵敏度理论计算与系统级有限元仿真 | 第86-87页 |
| 4.3.3 开环与闭环测试 | 第87-89页 |
| 4.4 性能比较 | 第89页 |
| 4.5 本章小结 | 第89-91页 |
| 5 基于高阶模态谐振器的灵敏度提升与量程自适应机制研究 | 第91-127页 |
| 5.1 引言 | 第91-92页 |
| 5.2 高阶模态谐振器的力敏感性 | 第92-94页 |
| 5.3 基于鱼骨形结构的高阶模态谐振器及谐振式加速度计 | 第94-112页 |
| 5.3.1 双端固支梁谐振器和DETF谐振器 | 第94-102页 |
| 5.3.1.1 结构设计与工作原理 | 第94-96页 |
| 5.3.1.2 固有频率与力敏感性 | 第96-102页 |
| 5.3.2 基于鱼骨形结构高阶模态谐振器的谐振式加速度计 | 第102-112页 |
| 5.3.2.1 加速度计灵敏度计算与系统级有限元仿真 | 第102-107页 |
| 5.3.2.2 加速度计校准及灵敏度检测 | 第107-112页 |
| 5.4 基于多分段电极的高阶模态谐振器及谐振式加速度计 | 第112-126页 |
| 5.4.1 双端固支梁谐振器和DETF谐振器 | 第112-117页 |
| 5.4.2 基于多分段电极式高阶模态谐振器的谐振式加速度计 | 第117-126页 |
| 5.4.2.1 加速度计灵敏度理论计算与系统级有限元仿真 | 第117-120页 |
| 5.4.2.2 器件加工工艺 | 第120-121页 |
| 5.4.2.3 加速度计校准及灵敏度检测 | 第121-126页 |
| 5.5 本章小结 | 第126-127页 |
| 6 基于扰动力敏感机理的灵敏度提升与量程自适应机制研究 | 第127-143页 |
| 6.1 引言 | 第127-128页 |
| 6.2 器件结构设计、分析与仿真 | 第128-137页 |
| 6.2.1 加速度计结构设计与工作原理 | 第128-129页 |
| 6.2.2 谐振器扰动力敏感机理 | 第129-133页 |
| 6.2.3 加速度计灵敏度计算与系统级有限元仿真 | 第133-137页 |
| 6.3 实验测试 | 第137-140页 |
| 6.3.1 品质因数测量 | 第137-138页 |
| 6.3.2 加速度计校准及灵敏度检测 | 第138-139页 |
| 6.3.3 单轴倾角测量应用 | 第139-140页 |
| 6.4 性能比较 | 第140-141页 |
| 6.5 本章小结 | 第141-143页 |
| 7 总结与展望 | 第143-147页 |
| 7.1 工作总结 | 第143-144页 |
| 7.2 未来工作 | 第144-147页 |
| 参考文献 | 第147-157页 |
| 作者简介及博士期间主要研究成果 | 第157-160页 |
