一种具有高倍惯性力放大特性的硅微谐振加速度计制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高倍惯性力放大特性的硅微谐振加速度计，包括：质量块、桥形惯性力放大机构、音叉谐振梁。所述桥形惯性力放大机构包括：一对对称的“V”型支点机构和一对对称的输出力传递臂。两个输出力传递臂通过两根音叉谐振梁连接。整个桥形惯性力放大机构以加速度计的中心横轴及中心纵轴对称。所述质量块分成轴对称的两部分，对称中心为加速度计的整体结构中心，形成八卦布置形式，所述音叉谐振梁包含对称的两根，以加速度计的中心横轴和纵轴对称布置。本发明专利技术的优点在于：减小了输出力的作用力臂，减小了惯性力放大倍数损失，从而提高了惯性力放大倍数。

A Silicon Microresonant Accelerometer with High Inertial Force Amplification

【技术实现步骤摘要】
一种具有高倍惯性力放大特性的硅微谐振加速度计
本专利技术涉及微电子机械系统的微惯性测量
，特别涉及一种具有高倍惯性力放大特性的硅微谐振加速度计。
技术介绍
硅微谐振加速度计是一类把硅谐振梁作为敏感元件，并通过测量硅谐振梁的谐振频率变化实现加速度测量的加速度传感器。硅微谐振加速度计以单晶硅为结构材料，并利用微机械加工工艺进行加工。硅微谐振加速度计具有频率信号输出、稳定性好、灵敏度高、精度高和抗干扰等优点，是微传感器领域的研究热点之一。硅微谐振加速度计的原理是：敏感质量块感应加速度，进而产生惯性力，惯性力引起硅谐振梁的轴向应力变化，轴向应力变化引起谐振频率的变化。硅微谐振加速度计的接口电路测量出谐振率的变化量，并转换为输出量例如电压或者数字量便可实现加速度的测量。由于硅微谐振加速度计的微小尺寸，使其敏感质量块的质量很小(通常毫克量级)。因此，敏感质量块产生的惯性力很小，严重限制了硅微谐振加速度计的灵敏度。为了实现高灵敏度，现有的硅微谐振加速度计通常具有微杠杆机构。微杠杆由输出梁、输入梁、支点梁和杠杆臂组成。输入梁的轴向承载惯性力，而输出梁的轴向则承载输出力，并传递到硅微谐振梁上。惯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高倍惯性力放大特性的硅微谐振加速度计，其特征在于，包括：质量块、桥形惯性力放大机构、音叉谐振梁(4)、驱动电极(6)、检测电极(5)和衬底(8)；所述桥形惯性力放大机构包括：一对对称的“V”型支点机构和一对对称的输出力传递臂(2)；两个输出力传递臂(2)通过两根音叉谐振梁(4)连接；整个桥形惯性力放大机构以加速度计的中心横轴及中心纵轴对称；所述“V”型支点机构由对称的一对细长梁(1)和一对锚点(3)构成，每根细长梁的一端与输出力传递臂(2)连接，另一端则与锚点(3)连接；两根对称的细长梁(1)的中心线交点构成铰链支点(9)；所述输出力传递臂(2)分成对称的两只，以加速度计的中心纵轴...

【技术特征摘要】
1.一种具有高倍惯性力放大特性的硅微谐振加速度计，其特征在于，包括：质量块、桥形惯性力放大机构、音叉谐振梁(4)、驱动电极(6)、检测电极(5)和衬底(8)；所述桥形惯性力放大机构包括：一对对称的“V”型支点机构和一对对称的输出力传递臂(2)；两个输出力传递臂(2)通过两根音叉谐振梁(4)连接；整个桥形惯性力放大机构以加速度计的中心横轴及中心纵轴对称；所述“V”型支点机构由对称的一对细长梁(1)和一对锚点(3)构成，每根细长梁的一端与输出力传递臂(2)连接，另一端则与锚点(3)连接；两根对称的细长梁(1)的中心线交点构成铰链支点(9)；所述输出力传递臂(2)分成对称的两只，以加速度计的中心纵轴对称布置；每只输出力传递臂关于中心横轴对称；每只输出力传递臂(2)的一端与“V”型支点机构及质量块(7)连接，一端与音叉谐振梁连接；所述质量块(7)分成轴对称的两部分，对称中心为加速度计的整体结构中心，形成八卦布置形式，即一质量块(7)与输出力传递臂(2)连接，另一质量块(7)与另一输出力传递臂(2)连接；所述音叉谐振梁(4)包含对称的两根，以加速度计的中心横轴和纵轴对称布置；音叉谐振梁(4)直接承载所有输出力；两根音叉谐振梁(4)各自拥有一组电极，两组电极以加速度计的中心横轴对称；每组电极包含一个驱动电极(6)和两个检测电极(5)，两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：何江波，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51