一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器，包括上层硅结构层、下层玻璃基底、键合层，上层硅结构层包括质量块、质量块锚区以及两对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构，质量块、质量块锚区、锚区支撑结构与两对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构分别构成重力方向的第一硅微谐振式倾角传感器子结构和水平方向的第二硅微谐振式倾角传感器子结构；第一、第二硅微谐振式倾角传感器子结构分别关于中心轴对称，形成两组差分式结构倾角测量模块。本发明专利技术利用二级微杠杆结构放大质量块结构惯性力，大幅度提高倾角检测灵敏度；利用第一、第二硅微谐振式倾角传感器子结构实现重力方向或结构平面法向上全量程范围内的倾角测量。

A full range multi direction silicon microresonant dip sensor

The invention discloses a full range of multi direction silicon micro resonant angle sensor, including the upper and lower layer structure of silicon glass substrate, a bonding layer, the upper layer silicon structure comprises a mass block, block anchor area and two of grade two microleverage connected double end fixed resonator structure, second silicon mass block, quality block anchor supporting structure, anchor zone and two on the two microleverage connected double end fixed resonator sub structure are gravity direction of the first silicon micro resonant angle sensor sub structure and the horizontal direction of the micro resonant sensor sub structure; the first and the second silicon micro resonant angle sensor sub structure are symmetrical about the central axis the two group, formed a differential structure angle measurement module. The invention uses the two level micro lever structure to amplify the inertia force of the mass block structure and greatly improve the detection sensitivity of the inclination angle. The first and second silicon micro resonant tilt sensor sub structure is used to realize the inclination measurement of the gravity direction or the structural plane up to the full range.

【技术实现步骤摘要】
一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器
本专利技术属于测量
，涉及一种微机电系统中的硅微谐振式倾角传感器，更为具体的说，是涉及一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器。
技术介绍
20世纪80年代以来，随着微机电系统(MEMS)和微型制造技术的发展，微惯性仪表技术异军突起，推动了新一代基于微惯性仪表的传感器的发展。其中基于硅微机械谐振器的传感器具备体积小、质量轻、数字式输出等优势，广泛应用于民用、军用领域。目前许多应用领域经常需要测量物体相对于当前平面的倾角值，因此各类倾角传感器及倾角测量系统应运而生。目前常见的倾角传感器主要有固体摆式、液体摆式、气体摆式倾角传感器，虽然在结构设计、系统测量方法上各有不同，但其工作原理基本一致，都是基于敏感元件在测量平面内的偏移来计算倾角。现有的微机械倾角传感器多是工作于重力垂直方向的倾角测量，并且只能实现微小角度的测量；少部分可实现大量程测量的倾角传感器一般并不具备高精度测量，且灵敏度有所欠缺，这就极大程度上限制了倾角传感器的应用领域。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器，在实现大量程测量的基础上达到了高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器，包括上层硅结构层和下层玻璃基底，通过键合层把上层硅结构层悬置于下层玻璃基底之上，其特征在于：所述上层硅结构层包括质量块、质量块锚区以及两对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构，所述质量块通过锚区支撑结构与质量块锚区连接，其中一对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构分别沿重力方向连接在质量块两侧，并与质量块、质量块锚区、锚区支撑结构构成重力方向的第一硅微谐振式倾角传感器子结构；另一对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构分别沿水平方向连接在质量块两侧，并与质量块、质量块锚区、锚区支撑结构构成水平方向的第二硅微谐振式倾角传感器子结构；第一、第二硅微谐振式倾角传感器子结...

【技术特征摘要】
1.一种全量程多方向硅微谐振式倾角传感器，包括上层硅结构层和下层玻璃基底，通过键合层把上层硅结构层悬置于下层玻璃基底之上，其特征在于：所述上层硅结构层包括质量块、质量块锚区以及两对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构，所述质量块通过锚区支撑结构与质量块锚区连接，其中一对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构分别沿重力方向连接在质量块两侧，并与质量块、质量块锚区、锚区支撑结构构成重力方向的第一硅微谐振式倾角传感器子结构；另一对二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构分别沿水平方向连接在质量块两侧，并与质量块、质量块锚区、锚区支撑结构构成水平方向的第二硅微谐振式倾角传感器子结构；第一、第二硅微谐振式倾角传感器子结构分别关于中心轴对称，形成两组差分式结构倾角测量模块。2.根据权利要求1所述的全量程多方向硅微谐振式倾角传感器，其特征在于：所述二级微杠杆连接双端固定谐振器子结构包括二级杠杆放大结构以及通过二级杠杆放大结构和质量块连接的谐振器。3.根据权利要求2所述的全量程多方向硅微谐振式倾角传感器，其特征在于：所述二级杠杆放大结构包括杠杆锚区、两根第一级杠杆支点梁、两根第一级杠杆臂、两根第一级杠杆输入梁，两根第一级杠杆输出梁、两根第二级杠杆支点梁、两根第二级杠杆臂、两根第二级杠杆输出梁；两第一级杠杆臂分别通过第一级杠杆支点梁连接在杠杆锚区两端，所述第一级杠杆输入梁垂直连接在第一级杠杆臂远离第一级杠杆支点梁的端部一侧；两第二级杠杆臂分别与杠杆锚区两端的第一级杠杆臂通过第一级杠杆输出梁连接，还分别通过一根第二级杠杆支点梁与杠杆锚区连接；第一级杠杆输出梁连接在第一级杠杆臂接近第一级杠杆支点梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽斌，冉琴琴，李宏生，赵立业，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32