推挽式谐振加速度传感器设计及仿真研究

• 作者: 都捷豪 石云波 李飞 赵锐 曹慧亮 刘翔天
• 来源期刊: 传感器与微系统
• 学科: 工学
• 关键词: 硅微谐振式加速度计 差分输出 有限元分析 结构设计 高灵敏度
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 研究与探讨|Research & Approach
• 页码范围: 28-31,36
• 页数: 5页
• 分类号: TP212
• 语种: 中文
• DOI: 10.13873/J.1000-9787(2022)01-0028-04

摘要

设计了一种基于微杠杆原理的推挽式高精度、高灵敏度的硅微谐振加速度传感器.采用微杠杆放大结构,并通过单连接梁推挽谐振器实现力放大和差分输出,具有结构对称,尺寸易于加工的特点.通过设计结构、优化尺寸,并进行模态分析、静力分析和谐响应分析来完成整个结构的设计与仿真研究.结果表明:加速度计工作谐振频率分别为21.708 kHz和21.715 kHz.在±5 gn的设计量程内对结构进行了灵敏度分析.仿真结果表示,其敏感轴的灵敏度为280 Hz/gn,非敏感轴的横向灵敏度为0.4 Hz/gn和0.1 Hz/gn.最后搭建自激振荡的闭环驱动模型,验证了结构在闭环系统下的可行性.