一种纳米光栅干涉式三轴MOEMS加速度传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于光栅MOEMS加速度传感技术领域，具体涉及一种纳米光栅干涉式三轴MOEMS加速度传感装置，包括上层光栅、敏感结构层、驱动磁体和底座；所述上层光栅设置在敏感结构层上方，所述敏感结构层设置在驱动磁体上方，所述上层光栅、敏感结构层和驱动磁体均设置在底座内部，所述敏感结构层内部集成有正交分布的x轴加速度计、y轴加速度计和z轴加速度计，分别用于测量X轴、Y轴、Z轴方向的加速度；所述上层光栅与敏感结构层平行间隔设置，两者之间形成光栅干涉检测区域。本发明专利技术兼具结构紧凑、响应速度快、测量精度高、环境适应性强等优势，为多维动态参数测量提供了集成化、微型化的先进解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光栅moems加速度传感，具体涉及一种纳米光栅干涉式三轴moems加速度传感装置。

技术介绍

1、微机电(mems)加速度计是一种测量物体加速度的传感装置。作为惯性导航系统的关键组成部分，广泛应用在汽车安全、地震监测、重力探测、航向指示、姿态参考运动追踪以及健康检测等诸多军用和民用领域。根据其检测效应分类，包括电容式、压电式、压阻式、光栅式等。相比之下，光栅检测效应凭借其高精度、抗电磁干扰和快响应等显著优势脱颖而出，而其他检测方式往往受限于寄生电容、外界电磁干扰和温度效应等因素，难以进一步提升测量精度。从技术路径来看，光栅式位移检测技术可分为干涉式、亚波长倏逝场耦合效应、泰伯效应和莫尔条纹式。其中，莫尔条纹式由于其位移分辨率较低，多用于表面形貌测量领域；亚波长倏逝场耦合效应是指当两个或多个亚波长结构之间的距离非常接近(通常在纳米尺度)时，倏逝场会相互重叠并发生耦合，从而显著改变光的传播特性，但是该技术受限于严苛的加工精度要求和短作用距离等难题，难以广泛应用于mems器件中；光栅泰伯效应虽然具有集成度高、测量范围大等优势，但是光栅检测灵敏度较其本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米光栅干涉式三轴MOEMS加速度传感装置，其特征在于：包括上层光栅（1）、敏感结构层（2）、驱动磁体（3）和底座（4）；所述上层光栅（1）设置在敏感结构层（2）上方，所述敏感结构层（2）设置在驱动磁体（3）上方，所述上层光栅（1）、敏感结构层（2）和驱动磁体（3）均设置在底座（4）内部，所述敏感结构层（2）内部集成有正交分布的x轴加速度计（5）、y轴加速度计（6）和z轴加速度计（7），分别用于测量X轴、Y轴、Z轴方向的加速度；所述上层光栅（1）与敏感结构层（2）平行间隔设置，两者之间形成光栅干涉检测区域。

2.根据权利要求1所述的一种纳米光栅干涉式三轴MOEMS加速...

【技术特征摘要】

1.一种纳米光栅干涉式三轴moems加速度传感装置，其特征在于：包括上层光栅（1）、敏感结构层（2）、驱动磁体（3）和底座（4）；所述上层光栅（1）设置在敏感结构层（2）上方，所述敏感结构层（2）设置在驱动磁体（3）上方，所述上层光栅（1）、敏感结构层（2）和驱动磁体（3）均设置在底座（4）内部，所述敏感结构层（2）内部集成有正交分布的x轴加速度计（5）、y轴加速度计（6）和z轴加速度计（7），分别用于测量x轴、y轴、z轴方向的加速度；所述上层光栅（1）与敏感结构层（2）平行间隔设置，两者之间形成光栅干涉检测区域。

2.根据权利要求1所述的一种纳米光栅干涉式三轴moems加速度传感装置，其特征在于：所述x轴加速度计（5）和y轴加速度计（6）均为面内检测式结构，所述x轴加速度计（5）和y轴加速度计（6）均包括悬臂梁（8）、第一下层可动光栅（9）、第一敏感质量块（10）、第一外框（11）和支撑梁（12），所述第一外框（11）通过四个支撑梁（12）分别与八个悬臂梁（8）连接，所述第一敏感质量块（10）分别与八个悬臂梁（8）连接，所述第一下层可动光栅（9）设置在第一敏感质量块（10）的中心处。

3.根据权利要求1所述的一种纳米光栅干涉式三轴moems加速度传感装置，其特征在于：所述z轴加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：金丽，秦政鑫，解琨阳，李孟委，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：