硅微谐振式加速度计及其自测试方法技术

本发明专利技术公开了一种硅微谐振式加速度计及其自测试方法，属于传感器技术领域。该硅微谐振式加速度计包括：谐振器、质量块和自测试结构。自测试结构包括至少一个电极对，电极对包括第一电极和第二电极，第一电极与质量块连接，能带动质量块移动，第二电极固定在加速度计的衬底上。自测试结构用于在受到电激励时，生成沿第一方向的静电力，带动质量块产生微位移，使得谐振器输出的谐振频率发生变化，以便根据谐振器的差频以及静电力得到加速度计的标度因数值，并通过比较不同电激励下得到的标度因数值，判断加速度计是否处于正常工作状态。相比于现有技术，有利于降低硅微谐振式加速度计测试的操作复杂程度和测试成本。

Silicon micro-resonant accelerometer and its self-test method

【技术实现步骤摘要】
硅微谐振式加速度计及其自测试方法
本专利技术涉及传感
，尤其涉及一种硅微谐振式加速度计及其自测试方法。
技术介绍
近年来，微加速度计在汽车、地震检测、消费电子、航天等领域得到了广泛的应用。常见的微加速度计按敏感原理的不同可以分为：压阻式、电容式、压电式、谐振式等；按照工艺制造方法可以分为体硅工艺微加速度计和表面工艺微加速度计等；按工作方式可以分为开环和闭环。谐振式加速度计是一类典型的MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统)传感器，其基本工作原理是利用的梁的力频特性，通过检测频率变化量获取输入的加速度大小。作为硅微加速度计中的一类，基于微电子机械技术工艺基础发展起来的硅微谐振式加速度计具有体积小、重量轻、测量精度高、稳定性好、直接输出准数字量等特点，已成为微传感器的一个重要发展方向。硅微谐振式加速度计的输出信号为频率信号，是一种准数字信号，不易受到环境噪声的干扰，在传输和处理中也不易出现误差。传统的MEMS测试需要复杂和昂贵的测试设备，例如MEMS加速度计测试需要施加一个精确的物理激励力或加速度，整个测试过程复杂，测试效率低下且测试成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅微谐振式加速度计，其特征在于，包括：谐振器、质量块和自测试结构，所述谐振器与所述质量块连接；所述自测试结构包括至少一个电极对，所述电极对包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述质量块连接，能带动所述质量块移动，所述第二电极固定在所述加速度计的衬底上；所述自测试结构用于在受到电激励时，生成沿第一方向的静电力，带动所述质量块产生微位移，使得所述谐振器输出的谐振频率发生变化，以便根据所述谐振器的差频以及所述静电力得到所述加速度计的标度因数值，并通过比较不同所述电激励下得到的所述标度因数值，判断所述加速度计是否处于正常工作状态，其中，所述第一方向为所述谐振器的谐振梁的轴向方向。

【技术特征摘要】
1.一种硅微谐振式加速度计，其特征在于，包括：谐振器、质量块和自测试结构，所述谐振器与所述质量块连接；所述自测试结构包括至少一个电极对，所述电极对包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述质量块连接，能带动所述质量块移动，所述第二电极固定在所述加速度计的衬底上；所述自测试结构用于在受到电激励时，生成沿第一方向的静电力，带动所述质量块产生微位移，使得所述谐振器输出的谐振频率发生变化，以便根据所述谐振器的差频以及所述静电力得到所述加速度计的标度因数值，并通过比较不同所述电激励下得到的所述标度因数值，判断所述加速度计是否处于正常工作状态，其中，所述第一方向为所述谐振器的谐振梁的轴向方向。2.根据权利要求1所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，所述自测试结构包括至少一个电极组，每个所述电极组包括一个所述第一电极和两个所述第二电极；其中，两个所述第二电极沿所述第一方向对称分布于所述第一电极的两侧，组成两个所述电极对，以在电激励的作用下分别产生大小不同、方向相反的静电力。3.根据权利要求2所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，所述自测试结构包括两个所述电极组，两个所述电极组沿第二方向对称分布于所述质量块的两侧，所述两个所述电极组用于在电激励的作用下分别产生大小、方向均相同的静电力，其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。4.根据权利要求1所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，还包括信号发生电路，所述信号发生电路与所述自测试结构连接，用于为所述自测试结构提供不同的所述电激励。5.根据权利要求1所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，还包括数据处理器，所述数据处理器与所述谐振器的输出端连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建茂，李佳，王玮冰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11