一种大厚度的三轴差分电容式硅微加速度计

介绍了一种新型三轴全差分电容式加速度计的设计和制备。设计的加速度计采用了三个共用同一玻璃衬底的大厚度差分电容式微结构 ,分别用于检测三个垂直方向的加速度。同时 ,对所设计的微结构从理论和数值上进行了详细的分析。用有限元分析工具 ANSYS对器件进行了模拟 ,模拟结果显示出器件设计的合理性。最后 。

三轴硅微静电加速度计的实验研究

静电加速度计依靠可控静电力将敏感质量无接触地悬浮在电极腔内,在空间微重力环境下通过降低带宽和量程可以实现极高的分辨率。设计了一种采用玻璃-硅-玻璃"三明治"结构、环形敏感质量、体硅加工工艺的三轴硅微静电加速度计,对加速度计的力/力矩平衡回路进行了分析。采用基于DSP的数字控制器,实现了环形敏感质量的五自由度稳定悬浮,在大气环境下测试了静电加速度计的性能。电测法测试结果表明静电加速度计的轴向量程4.22 g,噪声谱密度0.19 mg/Hz1/2;径向量程4.63 g,噪声谱密度0.44 mg/Hz1/2。

全差分三轴MEMS电容加速度计的设计

采用刻蚀氧化硅牺牲层、沉淀多晶硅、再次刻蚀多晶硅的工艺,设计了基于单一敏感质量块的全差分三轴电容式加速度计。根据外界加速度激励对器件的不同位移作用,详细分析了三轴方向上加速度激励的交叉耦合影响。最后结合仿真结果得出:该器件具备结构简单紧凑、抗干扰能力强、灵敏度高、工艺简单等优点,在电子消费领域有很好的应用前景。

力平衡式三轴微加速度计的设计与分析

设计了一种具有单一检测质量的力平衡式三轴微加速度计．采用硅-硅键合工艺形成作为单一检测质量块的硅片组合,利用全差分电容检测法实现对加速度三轴分量的检测．通过提高检测质量的重心,有效增加了X、Y 轴的灵敏度．利用ANSYS仿真软件对该微加速度计进行了模态及静力学分析,提出了优化设计参数．3个检测模态 (1阶、2阶和3阶模态)的频率分别为1．329 kHz、1．345 kHz 和2．174 kHz．通过优化设计,提高了3阶模态和4阶模态的频率差距,降低了其他高阶模态的干扰．在100g(g为重力加速度)的Z向加速度作用下,悬臂梁所受的最大应力为46 MPa,小于单晶硅的弯曲极限值70-200 MPa．静力学分析表明,加速度计的悬臂梁结构参数能够满足加速度计的力学性能要求．