三明治结构微机械静电伺服加速度计稳定性研究

对影响微加速度计稳定性的主要因素(外置偏压和横向加速度干扰)进行了详细分析,给出了最小临界偏压和最大可承受横向加速度的计算公式,提出一种具有良好稳定性的四梁中心悬臂式结构。根据Matlab仿真结果,在大量程微加速度计典型结构参数下,惯性敏感单元可承受的最大横向加速度达2 000g以上,远远满足实际需求。

静电伺服微加速度计的量程设计

详细推导了静电伺服加速度计在定极板上施加直流偏压、交流驱动电压,动极板上有反馈直流电压和交流检测电压的情况下,检测质量(动极板)受到的静电力。通过对静电力的分析,得出静电伺服微加速度计的量程除了受系统能提供的最大静电力限制外,还需满足电刚度小于与机械刚度的条件,该电刚度是极板上所有的直流电压、交流电压产生的电刚度之和。离心实验证明,利用该原则设计的“叉指”结构静电伺服微加速度计的量程达到了设计值。该设计原则可以为此类加速度计的设计提供参考。