[发明专利]三轴微型加速度计静态性能的测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加速度计性能的测试技术，特别是涉及一种三轴微型加速度计静态性能的测试装置及其测试方法。

背景技术

随着微机电系统(MEMS，Micro Electro-Mechanical System)技术的发展，很多基于MEMS技术的微型加速度计已经面世，并且在汽车、航空航天、通讯等领域中得到广泛地应用。但对于微型加速度计来说，在器件的研制、封装以及其他相关的加工制作过程中，难免会对器件的性能产生不利的影响；此外，器件经过一段时间的使用后，由于材料老化、温度、湿度等不同环境条件等原因导致其性能必然会产生一定漂移，经过一定时间的累积后所造成的误差会相当地大，因此，无论是对刚刚出厂的成品还是对于正在使用中的产品，都需要一个稳定而高效的测试平台，对产品的性能进行标定和校正。

传统的加速度计的标定和校正的方法是在分度头上进行的，中北大学在前人的研究基础上对轴心差角的测试方法做了相应的改进，不过，其测量设备仍然比较昂贵，而且，它更适用于单轴加速度计性能的测试，对于双轴和三轴加速度计来说，必须要手动拆装才可以完成加速度在不同轴向上的性能测试和标定。这样不仅降低了测量的精确性，也难以在本质上提高测量的效率。

转台是另一种常用的加速度计测试平台，但是其结构相对复杂，且价格非常昂贵，至于可以测量三个轴向上的器件性能的三轴转台，其价格就更加昂贵。对于加速度计的常规性能测试来说，测试的成本会大幅度增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种三轴微型加速度计静态性能的测试装置及其测试方法，其能完成器件的灵敏度和零点偏置等多种性能的测试；此外，本发明提出的测试装置能够放在不同的环境下，即在多种测试环境条件下完成对器件性能的测试。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种三轴微型加速度计静态性能的测试装置，其特征在于，其包括马达、传动轴、法兰、测试母板、Y方向定位板、间隔块、测试板、X方向定位板、插槽、转动装置、连接装置、待测器件定位槽和引线条，马达为测试平台的转动提供动力，传动轴是马达的动力传输装置且为测试平台的转动传输动力，法兰是将测试母板和连接装置固定在传动轴上，测试母板上装有用于测试一待测器件信号的测试回路并输出信号，Y方向定位板和X方向定位板组成牢固的“T”字形正交结构，并固定在连接装置上，间隔块固定于测试板的一端，测试板为两块并相对于马达转动的轴心对称安置，测试板上装有待测器件定位槽且一端插入插槽中，插槽安装在转动装置上，并分别置于X方向定位板的两侧，与测试母板有电线连接，连接装置固定在法兰上，用于机械连接转动装置、X方向定位板和Y方向定位板，引线条位于测试板的一端，连接测试板上的待测器件与插槽的电信号。

优选地，所述输出信号是电压信号或电容信号。

优选地，所述待测器件为一加速度计器件。

优选地，所述加速度计器件为单轴加速度计、双轴加速度计或三轴微型加速度计。

优选地，所述转动装置完成90°的转动后，测试板与X方向定位板相互平行。

本发明的另一技术方案为提供一种上述的三轴微型加速度计静态性能的测试装置的测试方法，其特征在于，该方法通过地球引力的作用给待测器件施加一加速度信号，定义一个重力加速度单位大小为1g，通过马达的转动和测试板的翻转来改变待测器件的感应轴方向，使之在重力的作用下受到X轴、Y轴和Z轴三个轴向上的加速度的作用，以此来测试待测器件在三个轴向上的性能指标。

优选地，所述X轴的测试包括以下步骤：

S1，先测量测试板未翻转前，测试板面垂直于马达旋转的轴心，此时，待测器件的X感应轴与马达旋转的轴心平行，感应信号为0；

S2，测试板在XOY面内沿Z轴翻转90°后，由于待测器件的Z感应轴受重力作用方向并没有发生改变，再次测试待测器件的Z感应轴方向上的性能，将两次测试结果相对比，确保测试板翻转的角度为90°，此时，测试板面平行于马达转动的轴心；

S3，测试板在XOY面内沿Z轴翻转90°后，待测器件的X轴方向与Y轴方向平行；

S4，受重力作用，在马达旋转前，待测器件的X轴信号为-1g和+1g，旋转180°时，测试X轴信号为+1g和-1g。

优选地，所述Y轴和Z轴的测试包括以下步骤：