[發(fā)明專利]一種高精度加速度傳感器噪聲性能分析方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110525478.6
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN113092820A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉婧;韓可都;李宗偉;楊長春;周永健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01P21/00
• 分類號(hào): G01P21/00
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

1.一種高精度加速度傳感器噪聲性能分析裝置，其特征在于，包括：MEMS加速度傳感器、信號(hào)采集裝置、信號(hào)分析裝置和控制器；

MEMS加速度傳感器，所述MEMS加速度傳感器包括MEMS敏感單元、前置放大器單元、模擬環(huán)路濾波器單元、靜電力反饋單元；所述MEMS敏感單元用于檢測加速度信息，并將所述加速度信息轉(zhuǎn)化為電容信號(hào)；所述前置放大器單元用于將所述電容信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；所述模擬環(huán)路濾波器單元用于對(duì)所述電壓信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償和噪聲整形，所述噪聲整形是指對(duì)所述電壓信號(hào)的噪聲的頻譜分布形狀進(jìn)行控制的一種技術(shù)；所述靜電力反饋單元用于將所述模擬環(huán)路濾波器單元處理后輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)化為靜電力信號(hào)，并將所述靜電力信號(hào)反饋到所述MEMS敏感單元；經(jīng)過上述處理后，所述MEMS加速度傳感器輸出的信號(hào)為加速度信號(hào)；

信號(hào)采集裝置，所述信號(hào)采集裝置包括差分運(yùn)算放大器、抗混疊濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)通信模塊；所述差分運(yùn)算放大器用于將所述加速度信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分信號(hào)；所述抗混疊濾波器用于濾除高于1/2所述信號(hào)采集裝置采樣頻率的頻率成分；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將表征所述加速度信號(hào)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)據(jù)通信模塊用于將采集到的所述加速度信號(hào)傳輸?shù)剿鲂盘?hào)分析裝置；

信號(hào)分析裝置，所述信號(hào)分析裝置用于分析所述加速度信號(hào)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；

控制器，所述控制器用于設(shè)置信號(hào)采集參數(shù)，并存儲(chǔ)所述加速度信號(hào)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度加速度傳感器噪聲性能分析裝置，其特征在于，所述MEMS加速度傳感器有兩個(gè)，分別是MEMS加速度傳感器1和MEMS加速度傳感器2。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度加速度傳感器噪聲性能分析裝置，其特征在于，所述MEMS加速度傳感器1和MEMS加速度傳感器2并排放置，且距離較近，并且由同一電源為其供電。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度加速度傳感器噪聲性能分析裝置，其特征在于，所述信號(hào)采集裝置可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行其他設(shè)計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度加速度傳感器噪聲性能分析裝置，其特征在于，所述信號(hào)采集參數(shù)包括采樣點(diǎn)數(shù)、采樣頻率等。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度加速度傳感器噪聲性能分析裝置，其特征在于，所述各項(xiàng)數(shù)據(jù)包括功率譜密度、互功率譜密度、互相關(guān)系數(shù)。

7.一種高精度加速度傳感器噪聲性能分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，同時(shí)采集所述MEMS加速度傳感器1和MEMS加速度傳感器2輸出的加速度信號(hào)；

第二步，分析MEMS加速度傳感器1和MEMS加速度傳感器2各自輸出的加速度信號(hào)的噪聲的功率譜密度、互功率譜密度、互相關(guān)系數(shù)；

第三步，將分析過后的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，從而得到MEMS加速度傳感器的噪聲特性。