左右分布式高灵敏硅微谐振加速度计结构设计

• 作者: 张英杰 撖子奇 曹慧亮 段晓敏 闫捷
• 来源期刊: 半导体技术
• 学科: 工学
• 关键词: 硅微谐振加速度计 高灵敏度 低交叉耦合 有限元分析(FEM) 谐振结构设计
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 所属期刊栏目: 半导体器件
• 页码范围: 171-176
• 页数: 6页
• 分类号: TH824.4|TN303
• 语种: 中文
• DOI: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2018.03.003

摘要

提出了一种基于微杠杆原理的左右分布式低交叉耦合、高灵敏度的硅微谐振加速度计结构.该结构采用了一级微杠杆放大机构,左右双音叉谐振器和单质量块布局,实现了力放大和差动频率输出,具有结构简单、易于加工的特点,且两音叉谐振器间相互干扰小.首先,优化了设计参数,并进行了模态分析与谐响应分析.结果表明,左右谐振工作谐振频率分别为149.49 kHz和150.8 kHz,在该工作频率下X方向的最大位移远大于y和Z方向(两个数量级以上),表明工作模态具有优良的抗干扰能力.其次,在1 000g加速度载荷作用下进行了极限过载仿真.仿真结果表明,其最大应力为612.69 MPa,表明具有一定的抗冲击能力.最后,在±50g的设计量程内对结构的灵敏度进行了仿真分析.仿真结果表明,其灵敏度为160.51 Hz/g,验证了该设计的正确性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曹慧亮	中北大学仪器与电子学院	13	24	3.0	4.0
2	段晓敏	电子科技大学电子工程学院	1	1	1.0	1.0
3	撖子奇	中北大学仪器与电子学院	1	1	1.0	1.0
4	闫捷		3	6	1.0	2.0
5	张英杰	中北大学仪器与电子学院	4	9	2.0	2.0