摘要：介绍一种基于微机电系统传感技术(MEMS)制备的ng级微震仪,利用MEMS技术开发的微震仪采用加速度输出,具有极低的固有噪声、高的矢量保真度和良好的低频响应,与已商业化的Nanometrics Trillium Compact微震仪性能相当。MEMS微震仪竖直轴器件采用弹簧结构预拉伸设计来克服地球上1 g的重力,使得检验质量在正常工作时处于工作点平衡位置。利用基于边缘效应的电容位移传感技术,大幅提高位移传感灵敏度,保证仪器在相同带宽范围内具有与商用微震仪相当的测量分辨率,从而实现对地脉动振动峰观测。采用互谱相关法对MEMS微震仪及商用微震仪采集的数据进行处理,实验评估MEMS微震仪噪声谱密度优于1×10^(-8)m/s^(2)/√Hz@0.1~10 Hz(1 ng/√Hz@0.1~10 Hz)。在实验室内,MEMS微震仪成功监测到2019年12月26日18时36分湖北省孝感市发生的4.9级地震,初步证明了MEMS微震仪具有地震监测的能力。本文将对MEMS微震仪的工作原理、结构、工艺加工和静态噪声测试、环境适应性测试、原理样机研制情况进行详细介绍。

摘要：基于扭秤测量重力梯度的原理,设计一款扭秤重力梯度仪,该仪器由扭秤系统、角度测量系统、振幅衰减系统、转台、真空容器5部分构成。针对扭秤悬挂系统稳定的时间过长,极大地影响了重力梯度的测量效率的问题,采用PID控制技术,设计了振幅衰减系统。仿真结果表明:曲率及水平重力梯度的测量精度可达0.5E(1E=1×10^(-9)m/s^2),测量一组重力梯度的极限效率优于1 h。

摘要：采用微纳加工工艺制备了硅基微机电(MEMS)超高灵敏度加速度计,并针对超高灵敏度MEMS加速度计进行了结构设计及仿真。通过独特自主的体硅一体化刻穿工艺加工出MEMS加速度计敏感结构,测得MEMS加速度计噪声谱密度在1 Hz处为0.3 ng/Hz1/2,46 h偏值稳定性为740 ng,量程1 mg,带宽10 Hz,抗随机振动可达8 g(RMS),抗冲击过载1000 g。相比于传统的高精度加速度计,本文提出的基于微纳加工工艺的硅基超高灵敏度MEMS加速度计体积小、重量轻、环境适应性强,具有可批量化生产和成本低的优势,有望用于对灵敏度有较高要求的微震测量、微重力环境应用、空间探测等领域。