[發明專利]一種MEMS加速度計敏感結構輻射效應在線測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202011215368.1
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112345797A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 劉珉強;杜川華;肖龍遠;李晨;朱小鋒;喬偉;許蔚;熊涔;陳泉佑;段丙皇;許獻國;趙洪超
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

本發明公開了一種MEMS加速度計敏感結構輻射效應在線測試裝置及方法，包括測試電腦、電壓信號檢測裝置、直流電源、PCB板、屏蔽體和輻射源，其中，PCB板上設置有MEMS加速度計，MEMS加速度計包括檢測電路和敏感結構，通過檢測電路對敏感結構進行檢測，并經電壓信號檢測裝置發送給測試電腦，以確定MEMS加速度計是否受輻射影響以及影響程度。

技術領域

本發明涉及微電子機械系統技術領域，尤其涉及一種MEMS加速度計敏感結構輻射效應在線測試裝置及方法。

背景技術

隨著微電子機械系統(MEMS)技術的不斷成熟，以及電子學系統發展對器件小型化的要求，MEMS加速度計已成為慣性器件小型化的主要方向之一。當MEMS 加速度計在空間惡劣輻射環境(如航空航天、武器裝備等工程應用環境)工作時，常導致加速度計性能劣化、甚至故障(失效)，目前對MEMS加速度計輻射效應研究是對MEMS加速度計上的檢測電路與敏感結構的協同效應研究，無法確定加電工作態MEMS加速度計敏感結構受到輻射后是否受到影響，以及是否可以正常使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術無法檢測加電工作態敏感結構受到輻射后的影響以及是否可以正常使用。本發明提供了一種MEMS加速度計敏感結構輻射效應在線測試裝置和方法，以實現對敏感結構進行輻射效應測試，確定 MEMS加速度計敏感結構在輻射情況下是否受到影響，以及是否可以正常使用。

本發明通過下述技術方案實現：

一種MEMS加速度計敏感結構輻射效應在線測試裝置，包括測試電腦、電壓信號檢測裝置、直流電源、PCB板、屏蔽體和輻射源；其中，所述PCB板上設置有MEMS加速度計，所述MEMS加速度計包括檢測電路和敏感結構；

所述測試電腦、所述電壓信號檢測裝置和所述直流電源設置在測試間，所述輻射源、所述屏蔽體和所述PCB板設置在輻射間；

所述測試電腦與所述電壓信號檢測裝置連接，所述電壓信號檢測裝置與所述MEMS加速度計連接，所述直流電源對所述MEMS加速度計上的檢測電路和敏感結構供電；所述輻射源發射射線，所述檢測電路外設置有屏蔽體，用于屏蔽所述輻射源發射的射線。

進一步地，所述屏蔽體的厚度根據所述輻射源的射線能量確定。

進一步地，所述屏蔽體的材料采用高原子序數材料。

進一步地，所述屏蔽體的形狀根據所述輻射源對檢測電路的輻射范圍設置。

進一步地，所述PCB板上兩側等間距安裝有多個等高支柱。

進一步地，所述輻射源為光子類輻射源。

進一步地，所述檢測電路和所述敏感結構按照預設距離設置在所述PCB板上。

進一步地，通過梯度設置所述檢測電路和所述敏感結構之間的距離，選取抗干擾效果最好的距離作為預設距離。

一種MEMS加速度計敏感結構輻射效應在線測試方法，包括：

通過蒙特卡羅仿真軟件對輻射源的粒子輸運過程進行仿真，獲取屏蔽效能大于預設值的屏蔽體厚度作為有效屏蔽體厚度，基于所述有效屏蔽體厚度選取對應的屏蔽體；

啟動直流電源對所述檢測電路和所述敏感結構供電，所述檢測電路對所述敏感結構進行檢測，以獲取第一零位輸出電壓數據；

所述測試電腦獲取測試指令，并基于所述測試指令啟動所述電壓信號檢測裝置，按照預設檢測頻率檢測并記錄所述檢測電路輸出的所述第一零位輸出電壓數據；

基于基準數據提取條件，從所述第一零位輸出電壓數據中選擇基準數據，計算所述基準數據的平均值作為基準零位輸出電壓，計算所述基準數據的標準差作為基準零偏穩定性數據；