A contact mode micro accelerometer. It comprises a lower substrate, an upper substrate, a supporting column, a thin plate and anchor points of several supporting beams and beams between the lower substrate and the upper substrate. The lower substrate and the upper substrate are respectively provided with lower and upper fixed electrodes. The fixed electrode surface is covered with an insulating layer. The lower and upper surfaces of the thin plate are respectively provided with lower and upper moving electrodes. The accelerometer has the first working state in which the thin plate and the movable electrode are deformed but not contacted with the insulating layer, and the second working state in which the thin plate and the movable electrode are deformed and contacted with the insulating layer. The invention uses the principle that the acceleration force causes the moving electrode to deform so as to change the capacitance between the moving electrode and the fixed electrode. The invention prevents short circuit of moving and fixing electrodes by insulating layer on fixed electrode, and provides support for movable structure by insulating layer, so high acceleration measurement can be realized. The combined structure of beam and circular thin plate can effectively suppress capacitance saturation of sensor.
【技术实现步骤摘要】
接触模式微加速度计
本专利技术涉及微机电系统领域,特别涉及一种接触模式微加速度计。
技术介绍
加速度计广泛应用于工业、军事、航空、日常生活等众多领域。按工作原理,微加速度计可分为电容式、压阻式、压电式等。其中,电容式具有功耗低、响应快、灵敏度高等优点,其工作原理是:由定电极与动电极构成可变电容,其中动电极位于加速度敏感结构上并因加速度力作用而运动,则通过对动、定电极间电容值的测量可知加速度的大小。传统上电容式微加速度计的活动结构主要采用梳齿结构或由梁和刚性质量块构成的梁-质量块结构,且一般认为后者具有更高的灵敏度。采用梁-质量块结构的电容式微加速度计的量程主要受两个因素的影响:一是为防止动、定电极短路所允许的质量块最大位移值,即动、定电极初始间隙,二是梁-质量块结构的力学强度。近年来,在另一类电容式微传感器即电容式微压力传感器中,提出了一种基于接触模式的工作原理:在定电极上或动电极上覆盖绝缘层,从而防止电极间短路的发生,且承受被测压力而发生变形的薄板(薄膜)因接触力的作用而得到支撑,所以传感器的量程得到了很大的扩展。此外,动、定电极上发生接触的部分仅相隔很薄的一层绝缘层,且绝缘层的介电常数一般为真空或空气的数倍,则根据电容值与电极间隙成反比并与介电常数成正比可知在接触模式下电极间的电容值得到了提高,抗噪声能力因而也得到了提高,并能在一定加速度范围内实现很高的灵敏度。在接触模式下,电容式微压力传感器中的薄板因压力不同而发生不同的变形并因而与绝缘层之间有不同的接触面积,从而实现对压力的测量。但是,对于采用梁-质量块结构的电容式微加速度计而言,由于质量块为刚性结 ...
【技术保护点】
1.一种接触模式微加速度计,包括:下基底(1)、上基底(8),下基底(1)和上基底(8)之间设有支撑柱(12)、薄板(5)与其若干支撑梁(6)及其梁的锚点(7),其特征在于:所述下基底(1)、上基底(8)分别设有下定电极(2)、上定电极(9),所述下定电极(2)、上定电极(9)表面分别覆盖有下绝缘层(3)、上绝缘层(10),所述薄板(5)的下、上表面分别设有下动电极(4)、上动电极(11),所述微加速度计具有薄板(5)与下、上动电极(4、11)同时受力发生变形但未与下绝缘层(3)或上绝缘层(10)接触的第一工作状态及薄板(5)与下、上动电极(4、11)同时受力变形并与下绝缘层(3)或上绝缘层(10)接触的第二工作状态。
【技术特征摘要】
1.一种接触模式微加速度计,包括:下基底(1)、上基底(8),下基底(1)和上基底(8)之间设有支撑柱(12)、薄板(5)与其若干支撑梁(6)及其梁的锚点(7),其特征在于:所述下基底(1)、上基底(8)分别设有下定电极(2)、上定电极(9),所述下定电极(2)、上定电极(9)表面分别覆盖有下绝缘层(3)、上绝缘层(10),所述薄板(5)的下、上表面分别设有下动电极(4)、上动电极(11),所述微加速度计具有薄板(5)与下、上动电极(4、11)同时受力发生变形但未与下绝缘层(3)或上绝缘层(10)接触的第一工作状态及薄板(5)与下、上动电极(4、11)同时受力变形并与下绝缘层(3)或上绝缘层(10)接触的第二工作状态。2.根据权利要求1所述的一种接触模式微加速度计,其特征在于:所述下、上绝缘层(3、10)表面设有若干条凸起。3.根据权利要求1所述的一种接触模式微加速度计,其特征在于:所述薄板(5)上设有若干通孔。4.根据权利要求1或3所述的一种接触模式微加速度...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。