一种基于静电刚度的谐振式微加速度计制造技术

技术编号:8039101 阅读:351 留言:0更新日期:2012-12-03 05:59
本实用新型专利技术涉及一种基于静电刚度的谐振式微加速度计。所述微加速度计的机械结构包括:两个质量块系统、两个驱动梳齿对、一个音叉谐振子,音叉谐振子包括两根双端固支音叉梁,驱动梳齿对与音叉谐振子构成驱动电容。所述微加速度计利用检测端加载不同的直流电压来调节微加速度计的灵敏度,减小了灵敏度对工艺制造误差依赖性;采用以滑动阻尼为主的振动结构设计,阻尼小,封装品质因数大,检测信号容易拾取;检测极板信号引线和驱动梳齿极板信号引线分开布置,大大减小驱动端到检测端的同频干扰;驱动电极采用梳齿电容对,减少了静电驱动力的非线性。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种加速度计,尤其是一种基于静电刚度的谐振式微加速度计
技术介绍
硅微加速度计是典型的MEMS惯性传感器,目前主要有电容式、压电式、压阻式、隧道电流式和谐振式等多种形式。其中硅微谐振式加速度计通过谐振频率变化来敏感外部加速度大小,其输出是准数字量的频率信号具有很高的抗干扰性和稳定性,同时可直接与数字电路相连,接口方便。目前,硅微谐振式加速度计主要有基于轴向应力和静电负刚度两种。基于轴向应力的谐振式微加速度计一般由谐振梁和敏感质量块组成,加速度经敏感质量块转换为惯性力,惯性力直接或经过杠杆等力放大机构作用在谐振梁的轴向使谐振梁的频率发生变化,通过测试谐振频率推算出被测加速度。为了提高灵敏度,现有的谐振式加速度采用了惯性力放大的微杠杆,但由于微加工工艺的特殊性,微杠杆的力放大效率低,重复性和抗冲击性均比较差,灵敏度随时间变化下降快,加速度计灵敏度对工艺误差的依赖性比较大,一经流片,性能很难去调整,设计的加速度计很难保证达到预期性能。静电刚度谐振式加速度计原理是加速度经敏感质量块转换为惯性力,惯性力将带来检测质量块和附着梳齿的运动,检测电容在检测电压作用下将对振梁产生静电驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于静电刚度的谐振式微加速度计,包括单晶硅层和玻璃基座层,加速度计机械结构刻蚀在单晶硅层上,其特征在于:所述加速度计机械结构包括:两个质量块系统、两个驱动梳齿对、音叉谐振子;其中:所述音叉谐振子水平设置在单晶硅层上,两个驱动梳齿对分别对称布置在音叉谐振子的两侧,所述两个质量块系统分别通过齿槽与两个驱动梳齿对连接;音叉谐振子与任一质量块系统构成一个检测电容,音叉谐振子与任一驱动梳齿对构成一个驱动电容。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘恒刘清惓张加宏李敏
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:实用新型
国别省市:

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