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1. 研究目的与意义（文献综述）
微电子机械系统是建立在微/纳米技术基础之上，由多个学科交错结合发展而来的21世纪高端技术，经过几十年的发展，已成为增长最快的研究领域之一，MEMS可将机械变化转换为电流/电压响应，与惯性技术相结合可产生MEMS惯性传感器。其中MEMS微机械加速度计是最常用的MEMS传感器之一，MEMS 加速度传感器是 MEMS 器件中重要的一类，有着广泛的应用，如汽车的安全性和稳定性、生物医学应用、石油和天然气勘探以及电脑配件等。高性能的加速度计也可以应用于超小尺寸的便携式应用，如笔记本电脑和手机。高精度和高分辨率的加速度计可应用于特定领域，如地震检测、全球定位系统增强惯性导航、航天器制导稳定以及地球物理传感等。
国外对于加速度接口电路的研究起步较早和成熟，1999年加州大学伯克利分校的Mark Lemkin提出了一个由表面机械加工技术实现的集成CMOS三轴加速度计接口电路，自MEMS发展以来，很多国家争相开展关于微型硅材料陀螺仪和微型硅加速度传感器等微惯性器件的研究，针对越来越多的MEMS产品的出现，之后也出现了MEMS加速度传感器的标定设备，California 大学研制出了加速度传感器的根据地球重力场原理的翻转实验平台。德国的BK公司，在标定系统软件中对加速度传感器灵敏度以及频响特性进行了一些改进。他们在硬件上设置了三个通道的加速度传感器信号回传，也就是一个通道用于标准传感器回传的数据对振动台进行闭环控制，另外三个通道根据标准传感器传回的电压值计算的加速度值利用标定软件计算出待测传感器的灵敏度，节省了手动计算的时间，同时频响特性曲线可以实时显示。但是德国的振动台功能比较单一只能最多完成三个通道的加速度传感器的动态标定，静态以及环境条件并没有加入其中。
国内在MEMS传感器技术上发展较晚，在上世纪90年代才开始，并得到国家部门的支持。许多高校也从事加速度计接口电路的研究，如清华大学，北京大学、哈尔滨工业大学、东南大学等等。2016年北京大学发表的电容式闭环加速度计接口电路芯片。由开关电容电路组成，其中加入PI控制器来控制电路的稳定性，并且采用相关双采样技术来消除低频噪声，提高输出信号的信噪比。中科院上海微系统研究所报道的一款级联式高阶sigma-delta数字闭环微机械加速度计系统框图。该加速度计采用sigma-delta技术对信号进行调制，实现加速度信号的噪声整形并进行数字输出，通过采用级联式（MASH）高阶sigma-delta结构，使系统获得更好的稳定性与动态范围，在Simulink下系统仿真信噪比为118d B。该款传感器的数字部分均在FPGA中实现并且接口电路模拟部分采用分立元件搭建，因此总体设计的集成度不高。目前国内研究 MEMS 传感器并取得较大进展的机构主要有清华大学、中科院地质所和微系统所、哈尔滨工业大学、北京大学西安电子科技大学、湘潭大学等。2. 研究的基本内容与方案
本次毕设研发的基于mems加速度传感器的采集系统应用于桩基无损检测领域，为保证钻孔灌注桩的施工质量，在成孔后灌注混凝土之前，通过对桩基进行成孔质量检测，以保证能够满足施工要求。通过低应变反射法对桩基进行缺陷检测，由mems加速度传感器接收信号，经过信号处理电路之后将信号传输到stm32单片机中进行分析显示。
对采集系统有以下技术要求：
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测量范围：0-50g
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第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解课题所需解决的问题，确定总体方案，完成开题报告。
第4-5周：拟定设计方案，完成英文翻译。
第6-7周：进行电路图设计，进行元器件的价格分析和成本核算。
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[1] 孙传友. 测控系统原理与设计 北京：北京航空航天大学出版社，2014.08
[2] 王贤勇、郭龙源.单片机原理与应用.北京:科学出出版社，2018.10.[3] 李晓林.单片机原理与接口技术. 北京：电子工业出版社出版，2015.01 [4] 吴建平.传感器原理及应用（第3版）.北京:机械工业出版社，2016年01月
[5] 张毅坤.单片微型计算机原理及应用. 北京：北京航空航天大学出版社，2018.02
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