低g值微惯性开关中阿基米德平面螺旋梁的设计?

• 作者: 唐彬 张凤田 熊壮 金伟锋
• 来源期刊: 传感技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 微惯性开关 阿基米德 卡氏定理 平面螺旋梁 微弹簧
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 传感器研究
• 页码范围: 39-43
• 页数: 5页
• 分类号: TP212|TH135
• 字数: 3143字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-1699.2017.01.008

摘要

针对低g值微惯性开关对微弹簧的系统刚度达到(0.1~10)N/m数量级的要求,设计了一种阿基米德平面螺旋梁结构的微惯性开关。根据材料力学中的卡氏定理和线弹性理论,推导了阿基米德平面螺旋梁的弹性系数计算公式,并与ANSYS有限元仿真分析结果进行了对比。基于推导的弹性系数计算公式设计了一种三根阿基米德平面螺旋梁支撑的动作阈值5.5 gn 的微惯性开关,并采用SOI硅片以及玻璃－硅－玻璃键合技术进行了加工,在离心转台上对开关实际动作阈值进行测试,并将测试值与设计值进行对比。结果表明,采用推导到的阿基米德平面螺旋梁弹性系数计算公式计算结果与ANSYS仿真结果相近,基于推导的弹性系数计算公式设计的三根阿基米德平面螺旋梁支撑的微惯性开关动作阈值设计值与实测值相近,单根阿基米德平面螺旋梁弹性系数约0.8 N/m,能够满足低g值微惯性开关低刚度的要求,推导的弹性系数计算公式能够用于基于阿基米德平面螺旋梁的低g值微惯性开关的设计。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	唐彬	中国工程物理研究院电子工程研究所	59	173	8.0	10.0
2	熊壮	中国工程物理研究院电子工程研究所	13	11	2.0	2.0
3	张凤田	中国工程物理研究院电子工程研究所	9	35	3.0	5.0
4	金伟锋	中国工程物理研究院电子工程研究所	1	1	1.0	1.0