扭摆式高g值微机械加速度计的设计优化与冲击校准

设计实现了一种扭摆式高g值微机械加速度计。微结构采用十字形扭梁减小横向效应,摆片两侧使用梳齿结构作为止档和阻尼器,6个敏感单元并联的方式提高基础电容量。有限元仿真得到表头谐振频率约为56 k Hz,前两阶模态分离比大于4,高过载能力10万g,微结构灵敏度为8.94E-6p F/g,基于玻璃-硅(Silicon On Glass,SOG)工艺流片后单侧基础电容约为3.6 p F。分析了环形二极管电容检测电路的检测带宽问题,并设计了高g值加速度计的检测电路。搭建了霍普金森杆实验系统进行高g值的冲击校准,2万g范围内非线性度2%,5 V供电下标度因数约为24.5μV/g。