加速度传感器批量测试平台技术研究

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1、 分类号：分类号：TH862 单位代码：单位代码：10110 学学 号：号：s20110637 加速度传感器批量测试加速度传感器批量测试 平台技术研究平台技术研究 硕士硕士研究生研究生 薛彦辉薛彦辉 指导教师指导教师 丑修建丑修建 学科专业学科专业 电路与电路与系统系统 2014 年年 5 月月 24 日日加 速 度 传 感 器 批 量 测 试 平 台 技 术 研 究薛 彦 辉中 北 大 学图书分类号图书分类号 TH862 TH862 密级密级 非密非密 UDCUDC注注 1 1 681 681 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 加速度传感器批量测试平台技术研究加速度传感器批量测试平台技术研

2、究 薛彦辉薛彦辉 指指导教师（姓名、职称）导教师（姓名、职称） 丑修建丑修建 教授教授 石云波石云波 副教授副教授 申请学位级别申请学位级别 工学硕士工学硕士 专业名称专业名称 电路与系统电路与系统 论文提交日期论文提交日期 2014 2014 年年 5 5 月月 19 19 日日 论文答辩日期论文答辩日期 2014 2014 年年 5 5 月月 23 23 日日 学位授予日期学位授予日期_年年_月月_日日 论文评阅人论文评阅人 张丽江张丽江 副教授副教授 张国军张国军 副教授副教授 答辩委员会主席答辩委员会主席 王群仰王群仰 研究员研究员 20142014 年年 5 5 月月 24 24 日

3、日 注注 1 1：注明国际十进分类法：注明国际十进分类法 UDCUDC的分类的分类 原原 创创 性性 声声 明明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声

4、明的法律责任由本人承担。承担。 论文作者签名：论文作者签名： 日期：日期： 关于学位论文使用权关于学位论文使用权的说明的说明 本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制

5、赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定） 。后遵守此规定） 。 签签 名：名： 日期日期： 导师签名：导师签名： 日期：日期： 中北大学学位论文 加速度传感器批量测试平台技术研究 摘要 MEMS 加速度传感器已广泛应用于汽车工业、工业过程控制、医用保健、消费类电子及环保等领域，年需求量超过 1000 万套。但是，对其的标定测试目前还是单件、手动来完成，标定测试效率低，时间长，而且人工费用高，测试存在不稳定的差错。论文围绕设计制造能在不同温湿度环境下对批量 MEMS 加速度传感器自动一

6、次完成静态重力场翻滚实验和动态振动实验设备展开，设计完成了适用于该设备的批量 MEMS 加速度传感器重力场翻滚实验自动测试平台。 论文首先介绍了加速度传感器的发展历史、原理以及测试方法，总结了现有加速度传感器重力场翻滚实验设备的实现方法。在此基础上，设计了平台的整体实现方案；设计了批量 MEMS 加速度传感器的槽形加载机构、 步进伺服电机直接驱动 360内多位置精确定位机构、步进电机和滚珠丝杠组成的直线运动机构；利用 SolidWorks 软件对平台进行了三维模拟装配、关键零件的有限元分析和运动仿真。 其次，论文设计完成了平台的控制系统。通过分析平台控制系统要求和各种控制器的特点，选择三菱 F

7、X3U 型 PLC 作为平台控制系统的控制器；选择 VB 编写计算机控制软件；完成了计算机与 PLC 通信模块硬件电路的设计；完成了 PLC 控制步进电机硬件电路的设计；最后，完成对平台控制软件的编写。 最后，对测试平台实物进行了调试，对调试过程中遇到的问题以及解决方法作了简要介绍；给出了用论文中设计的平台测试时可能产生的误差以及减小误差的方法；用该平台对某型号的加速度传感器进行了测试，对测试得到的数据和厂家提供的参数进行对比，结果表明用该平台测试的加速度传感器参数准确、可信。 关键字：关键字：加速度传感器，自动测试，步进电机，PLC，VB 中北大学学位论文 Research on Batch

8、 Testing Platform Technology of the Acceleration Sensor Abstract MEMS acceleration sensors have been widely used in automotive industry, industrial process control,medical care,consumer electronics,environmental protection and other fields.The annual demand is more than 10 million. However, its cali

9、bration test is still completed individually, having poor efficiency, taking long time and high labor costs,and also the test exsists instability errors.This paper is around the design and manufacture of energy at different temperature and humidity, as for volume MEMS acceleration sensors, aiming at

10、 completing automatically once the static gravitational field experiments and dynamic rolling vibration test equipment. The design completes the bulk MEMS acceleration sensors gravity field experiment automatic rollover test platform which is applied to the device. Firstly, the paper introduces the

11、history, principles, and test methods of acceleration, and sums up the implementation methods of the existing acceleration sensors gravity field tumbling laboratory equipment. On this basis, the over all implementation scheme of platform has been designed; the volume loading mechanism designed troug

12、h MEMS acceleration sensor,servomotor direct drive stepper within multi-position precision positioning mechanism,the stepper motor and ball screw linear composition sports organizations have been designed,too; With SolidWorks Software platform, the three-dimensional simulation of the assembly, the k

13、ey parts of the finite element analysis and motion simulation have been carried out. Secondly, the paper design completes the control system of the platform. By analyzing the characteristics of the platform control system requirements and a variety of controllers, Mitsubishi FX3U PLC has been selected as the platform controller; VB has been selected as language to be used to compile computer control software; to complete the design of computer hardware and PLC communication module circuit;