专利名称：一种恒温微机械加速度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种恒温微机械加速度计，属于运动参数测量技术领域。
技术背景加速度计主要用于测量运动物体相对惯性空间的线运动参数，在民用产品和国防产品 领域中广泛用于对物体运动状态的测量和控制。传统的加速度计受体积、重量和成本等因 素的限制，难以在民用领域推广应用。以集成电路(IC)工艺和精密机械加工工艺为基础 制作的微机械加速度计具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等突出优点，其体积和价 格比常规加速度计小三、四个数量级乃至更多，因而可用于汽车运动状态控制系统、摄像 机稳定系统、运动机械控制、机器人测控、大地测量、医用仪器等广泛的民用应用领域。微机械加速度计通电工作时，其功耗会造成加速度计本身温度升高，环境温度的变化 也会造成加速度计本身温度的变化。温度变化不仅引起噪声干扰的变化，还会引起敏感结 构几何尺寸以及电介质常数的变化，进而引起敏感电容的变化，造成较大的输出测量误差， 严重影响微机械加速度计精度。随着微机械加速度计的广应用，对微机械加速度计的精度要求也越来越高。为了提高 微机械加速度计的精度，必须要补偿温度变化带来的测量误差。为了减小温度变化引起的误差， 一般将微机械加速度计随温度变化的误差规律测量出 来，设计出符合加速度计温度规律的热敏电阻电路，对加速度计输出进行温度补偿；或是 将微机械加速度计温度曲线记录在测量系统中，在微机械加速度计工作时，由温度传感器 测量其工作温度，用工作温度时的温度曲线值减去加速度计的输出值，就可得到微机械加 速度计的实际加速度值。上述对微机械加速度计温度误差进行补偿方法的缺点是(1) 需要预先对微机械加速度计进行温度扫描，测量出微机械加速度计的温度曲线特性。(2) 由于微机械加速度计之间的温度曲线存在离散性，需要分别测量出每个微机械 加速度计的温度曲线，然后根据其温度曲线分别设计加工温度误差补偿电路，极大地降低 了微机械加速度计的生产效率。(3)受测试条件的限制，很难建立精确的微机械加速度计温度模型，因此利用温度 曲线进行误差补偿的方法，很难解决温度变化对高精度微机械加速度计的影响问题。发明内容本实用新型的目的是提出一种恒温微机械加速度计，改变已有微机械加速度计的结 构，以克服已有微机械加速度计温度误差补偿方法生产效率低、难于解决高精度微机械加 速度计温度误差补偿的不足，使微机械加速度计在恒温状态下工作，消除温度变化对微机 械加速度计输出值的影响，提高微机械加速度计的精度，并大幅度提高生产效率。本实用新型提出的恒温微机械加速度计，包括上盖、功率驱动元件、热敏元件、温度 传感器、电路板、加热膜、底座和左右封装端；所述的上盖、底座和左右封装端构成机械 加速度计的密封壳体，所述的加热膜粘贴在底座的内表面上；所述的电路板固定在壳体的 中部，并置于加热膜的上方；所述的功率驱动元件、热敏元件和温度传感器分别安装在电 路板上。本实用新型提出的恒温微机械加速度计，其优点是1、 由于在本机械加速度计中增加了热敏元件、温度传感器和加热膜，无论环境温度 如何变化，微机械加速度计都可以在一个恒定的温度下工作，完全消除了温度变化对微机 械加速度计测量精度的影像，因此可提高微机械加速度计的测量精度。2、 无需对每个微机械加速度计的温度特性曲线进行测试，也不必根据每个微机械加 速度计的温度特性曲线进行补偿电路或补偿算法设计，大幅度提高微机械加速度计的生产 效率。
图1是本实用新型提出的恒温微机械加速度计的结构示意图。图1中，l是功率驱动元件，2是上盖，3是热敏元件，4是温度传感器，5是电路板， 6是加热膜，7是底座，8是封装端。
具体实施方式
本实用新型提出的恒温微机械加速度计，其结构如图l所示，包括上盖2、功率驱动 元件l、热敏元件3、温度传感器4、电路板5、加热膜6、底座7和左右封装端8。上盖 2、底座7和左右封装端8构成机械加速度计的密封壳体。加热膜6粘贴在底座7的内表面上。电路板5固定在壳体的中部，并置于加热膜6的上方。功率驱动元件l、热敏元件 3和温度传感器4分别安装在电路板5上。本实用新型提出的恒温微机械加速度计，采用平行缝焊工艺将上盖2和底座7与封装 端8封装在一起，使加速度计内部构成一个与外界隔绝的密封环境。本实用新型的一个实施例中，温度传感器4可以是一个精密热敏电组；功率驱动元件 1可以是一个IRF530场效应管；加热膜6可以是一个镍铬合金电热丝和硅橡胶高温绝缘 布组成的电加热膜。本实用新型提出的恒温微机械加速度计，其工作原理是当作为温度传感器4的精密 热敏电组的阻值随着温度的升高而降低。当微机械加速度计壳体内部环境温度低于设定的 工作温度值(6(TC)时，热敏电组RT的阻值变大，电路板5控制加热膜6加热，温度升 高。当微机械加速度计壳体温度超过设定的工作温度值(60°C)时，热敏电组的阻值变小， 电路板控制加热膜6停止加热，温度开始下降。这样就使微机械加速度计始终保持在恒定 的工作温度下，从而可消除温度变化对微机械加速度计测量精度带来的误差。综上所述，本实用新型在设计上对微机械加速度计的温度补偿方法进行了创新，利用 消除温度变化对微机械加速度计测量精度带来的误差，因此可提高微机械加速度计的测量 精度。由于无须测量每个微机械加速度计的温度特性曲线，因此可大幅度提高生产效率。
权利要求1、一种恒温微机械加速度计，其特征在于该机械加速度计包括上盖、功率驱动元件、热敏元件、温度传感器、电路板、加热膜、底座和左右封装端；所述的上盖、底座和左右封装端构成机械加速度计的密封壳体，所述的加热膜粘贴在底座的内表面上；所述的电路板固定在壳体的中部，并置于加热膜的上方；所述的功率驱动元件、热敏元件和温度传感器分别安装在电路板上。
专利摘要本实用新型涉及一种恒温微机械加速度计，属于运动参数测量技术领域。包括上盖、功率驱动元件、热敏元件、温度传感器、电路板、加热膜、底座和左右封装端。上盖、底座和左右封装端构成机械加速度计的密封壳体。加热膜粘贴在底座的内表面上；所述的电路板固定在壳体的中部，并置于加热膜的上方。功率驱动元件、热敏元件和温度传感器分别安装在电路板上。本微机械加速度计的优点是利用消除温度变化对微机械加速度计测量精度带来的误差，因此可提高微机械加速度计的测量精度。由于无须测量每个微机械加速度计的温度特性曲线，因此可大幅度提高生产效率。
文档编号G01P15/00GK201352220SQ20082012478
公开日2009年11月25日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者炜 丁, 胡向阳, 宏 高, 政 鲁 申请人:中兵光电科技股份有限公司