题目：石英振梁加速度计温度补偿与一体式加工

基于石英压电效应的石英振梁加速度计，因体积小、成本低、直接数字输出，抗过载能力强等特点，在战术导弹、巡航导弹、车辆导航等各种惯导领域有着广泛应用。

        论文主要开展了石英振梁加速度计的温度特性机理研究，石英谐振器与石英振梁加速度计温度模型辨识与实验验证，基于DSP的加速度计温度补偿方案设计与一体式石英振梁加速度计加工。本论文的工作对于加速度计精度的进一步提高及一体式加工的实现具有重要的指导意义。

        首先，论文阐述了石英振梁加速度计的工作原理，分析了加速度计温度误差产生的原因和造成的影响，研究了减小加速度计温度误差的方法，最后针对尚未解决的问题，对温度补偿技术的发展进行了展望。

        其次，进行了石英谐振器的温度误差补偿。基于虚拟仪器设计了石英谐振器测温系统。分别采用双端固定和单端固定方式进行了全温实验，实验验证单端固定较双端固定的方式，频率的温度特性会明显提高。对单端固定石英谐振器的温度误差模型进行了辨识。补偿后温度系数由-0.0481Hz/°C降到了-0.005Hz/°C。

        再次，进行了石英振梁加速度计的温度误差补偿。基于重力场静态翻滚试验得到了频率温度关系。利用最小二乘法对模型中的系数关于温度进行拟合，得到了振梁加速度计-40°C~60°C的静态温度模型。利用均方根误差对温度补偿效果进行验证，补偿后加速度计的频率输出的均方根误差由10-4数量级提高到了10-5数量级。

        为了实现在线温度补偿，本课题设计了基于DSP的加速度计温度补偿方案。经过广泛调研与对比，确定利用TMS320F2812芯片实现石英振梁加速度计的在线温度补偿。现已基于DSP电路板和辨识出的温度模型完成了软件设计，包括整体方案设计、主程序设计、数据采集模块和串口通信模块。

        最后，在分体式VBA结构的基础上，提出了一种新型的一体差动式石英振梁加速度计结构。设计了一体差动式石英振梁加速度计的微加工工艺流程。确定了石英晶片的规格要求。对双面光刻和刻蚀工艺等关键工艺进行了研究，完成了掩模版图的设计与绘制、关键加工工艺方法与设备的确定，为一体式加工的实现做好了充分的工艺准备。