4  倾角传感系统的软件设计 22

     4。1  微控制器模块程序设计 22

     4。2  惯性传感器模块程序设计 24

     4。3  数据采集模块程序设计 25

     4。4  无线通信模块程序设计 26

     4。5  本章小结 27

结论  28

致谢  29

参考文献30

附录A  31

附录B  32

1  绪论

1。1  基于MEMS的倾角传感系统的研究背景和意义

由单轴,双轴,三轴组合的微机电系统(MEMS)即 Micro-Electro-Mechanical System,包括在惯性传感器,加速计(测量加速度)和陀螺仪(角速度测量)和角度传感器系统(惯性测量部分)。 MEMS器件是一种微传感器,可用于制造微致动器,微机械结构,微电机,信号处理和控制电路,高性能集成电子器件,高速接口和各种微装置和微系统。微电子机械系统是一项性的新技术,广泛应用于高科技产业当中,是关系到科学技术发展,和经济繁荣发展的关键技术之一。论文网

微型机械系统是超精密加工行业的发展重点,涉及微电子,机械,化工机械等众多领域。以及微机电,光学,磁,声,表面物理化学,力学等学科的各个分支,涉及面非常的广,研究的范围也十分的大。

    微机械系统具有以下基本特性:小型化,多功能,高集成度等。微机电系统的目标是通过该系统的小型化来探索新的工作原理,而且可以研发具有新功能的部件和系统。微机械技术是一个典型的交叉前沿研究领域,涉及电子技术,机械技术,物理,化学,生物学,医学,材料科学,能源科学,自然科学和工程领域的各个领域[7]。

    研究内容可以概括为以下二个方面:(1)理论基础的基本规律:在微机电系统中,很多规律在宏观世界中适用,但由于大小收缩的影响,许多物理现象和宏观世界有很大的差异,所以许多原来的理论基础将发生变化,如强度,表面效果的微结构,微观摩擦机理的规模效应。因此,有必要研究微流体力学,微流体机械,微型机械,微型摩擦,微结构等微科学领域。虽然这方面的研究一直在进行,但很困难,因为往往需要多学科的基础研究来共同推进技术的发展。(2)基础研究方面:包括微型机械设计,微机械材料,微细加工,微组装和封装,集成技术,微测量技术等,需要很大的投入[8]。文献综述

    微机械(MEMS)装置具有体积小、重量轻、能耗低、谐振频率高、响应时间短等优点。该系统与普通的机械系统相比,不仅减少了体积,而且在力学原理和运动学原理、材料特性、加工、测量和控制等都有所改变。在微机电系统中,很多几何变形很小(分子水平),使应力的线性关系之间的结构应变(虎克定律)不再存在。微机械摩擦表面摩擦装置主要是由于分子表面的相互作用引起的,而不是因为压力引起的。以硅为主要材料的微机电装置,其与铝、铜、钨的热传导率相近,所以该机械装置具有优异的电性能,应用前景好。微机械开发的目标是探索新的原理、新功能的元件和系统,通过小型化、集成化的研究,来开辟新的技术领域和产业。微机电系统完成很多大型机械不能进行的任务,也可以在实际的应用当中,提高系统的集成化,自动化以及可靠性,可以进行多方面的使用。在第二十一世纪中,微电子机械系统将逐步从实验室走向实用,在工业和农业,信息,环境,生物工程,医疗技术,空间技术,国防和科学发展领域中有重大影响。

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