可调灵敏度的弱耦合谐振式微加速度计制造技术

一种可调灵敏度的弱耦合谐振式微加速度计，包括：第一质量块结构、第二质量块结构和谐振结构，谐振结构分别与第一质量块结构和第二质量块结构相连；所述的谐振结构包括：电压相同的第一敏感谐振器、第二敏感谐振器和耦合谐振器，以及灵敏度调节谐振器。第一质量块结构包括：第一质量块、第一固定锚点和第一弹性梁；第二质量块结构包括：第二质量块、第二固定锚点和第二弹性梁。本发明专利技术通过三自由度的弱耦合结构设计和测量振幅比的模态局部化原理大大提高了加速度计的极限灵敏度，并在基础上额外附加了一个谐振器，通过调节该谐振器和另外两个谐振器间的静电耦合负刚度来调节加速度计的灵敏度，将量程扩大了50倍以上，使得本发明专利技术能适用于加速度变化范围很大的工作场景。

A weak coupling resonant microaccelerometer with adjustable sensitivity

【技术实现步骤摘要】
可调灵敏度的弱耦合谐振式微加速度计
本专利技术涉及的是一种微机电系统(MEMS)领域的技术，具体是一种可调灵敏度的弱耦合谐振式微加速度计。
技术介绍
近年来，国外期刊和国内专利中均报道了一种新型的MEMS谐振式加速度计，它基于曾于1977年获得诺贝尔物理学奖的模态局部化机理，通过测量两个弱耦合的谐振器的振幅比作为输出。采用该敏感机理的谐振式加速度计，其灵敏度相较于传统的频率输出的谐振式加速度计提高了两个数量级以上。但基于模态局部化机理的弱耦合谐振式加速度计离真正应用还存在着许多问题，其中最突出的一条在于其量程范围有限。在测量较大的加速度时，两个谐振器的振幅差距很大，计算振幅比时会出现大数除小数的情况，导致加速度计输出的误差急剧增大。而在惯性导航系统中，加速度变化的范围往往很大，这导致了该敏感机理的加速度计无法同时兼顾高灵敏度和大的量程范围，大大限制了其投向实际应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种弱耦合谐振式微加速度计，首先通过三自由度的弱耦合结构设计和测量振幅比的模态局部化原理大大提高了加速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调灵敏度的弱耦合谐振式微加速度计，其特征在于，包括：第一质量块结构、第二质量块结构和谐振结构，其中：谐振结构分别与第一质量块结构和第二质量块结构相连；/n所述的谐振结构包括：电压相同的第一敏感谐振器、第二敏感谐振器和耦合谐振器，以及灵敏度调节谐振器，其中：第一敏感谐振器和第二敏感谐振器各自通过第一耦合梁和第二耦合梁与耦合谐振器相连，第一敏感谐振器和第二敏感谐振器对称设置于耦合谐振器两侧，灵敏度调节谐振器设置于第一和第二敏感谐振器之间并设置于耦合谐振器下。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调灵敏度的弱耦合谐振式微加速度计，其特征在于，包括：第一质量块结构、第二质量块结构和谐振结构，其中：谐振结构分别与第一质量块结构和第二质量块结构相连；
所述的谐振结构包括：电压相同的第一敏感谐振器、第二敏感谐振器和耦合谐振器，以及灵敏度调节谐振器，其中：第一敏感谐振器和第二敏感谐振器各自通过第一耦合梁和第二耦合梁与耦合谐振器相连，第一敏感谐振器和第二敏感谐振器对称设置于耦合谐振器两侧，灵敏度调节谐振器设置于第一和第二敏感谐振器之间并设置于耦合谐振器下。


2.根据权利要求1所述的弱耦合谐振式微加速度计，其特征是，所述的第一质量块结构包括：第一质量块、第一固定锚点和第一弹性梁，其中：第一质量块通过第一弹性梁与第一固定锚点相连。


3.根据权利要求1所述的弱耦合谐振式微加速度计，其特征是，所述的第二质量块结构包括：第二质量块、第二固定锚点和第二弹性梁，其中：第二质量块通过第二弹性梁与第二固定锚点相连。


4.根据权利要求1或2所述的弱耦合谐振式微加速度计，其特征是，所述的第一敏感谐振器与第一质量块结构之间为通过电势差静电耦合形成的第一负刚度弹簧；所述的第一敏感谐振器与灵敏度调节谐振器之间为通过电势差静电耦合形成的第三负刚度弹簧；
所述的第二敏感谐振器与第二质量块结构之间为通过电势差静电耦合形成的第二负刚度弹簧；...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭勃，张文明，胡开明，闫寒，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31