[發(fā)明專利]一種多懸臂梁加速度傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110253586.9
• 申請(qǐng)日: 2011-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN102401841A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪祖民;方澍;郭群英;徐棟;黃斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東光電集成器件研究所
• 主分類號(hào): G01P15/12
• 分類號(hào): G01P15/12;B81B3/00
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標(biāo)事務(wù)所 34113
• 代理人: 楊晉弘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子機(jī)械系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及到一種平面振動(dòng)懸臂梁結(jié)構(gòu)的加速度傳感器。

本發(fā)明用來(lái)解決加速度傳感器靈敏度與抑制交叉耦合能力兩者之間的矛盾，即在保證結(jié)構(gòu)抑制交叉耦合能力不變的情況下，提高結(jié)構(gòu)的靈敏度；保證結(jié)構(gòu)靈敏度不變的情況下，提高結(jié)構(gòu)對(duì)非敏感方向的抑制能力。

背景技術(shù)

微機(jī)械加速度傳感器是一種重要的慣性測(cè)量器件,?具有體積小、重量輕、響應(yīng)快、易于加工等優(yōu)點(diǎn)。高g加速度傳感器是對(duì)高量程加速度傳感器的統(tǒng)稱，廣泛應(yīng)用于動(dòng)態(tài)撞擊過程及高速運(yùn)動(dòng)過程中沖擊載荷的測(cè)量。目前，高g值加速度傳感器主要為壓阻式加速度傳感器，由于其結(jié)構(gòu)及外部檢測(cè)電路簡(jiǎn)單被廣泛應(yīng)用。壓阻式加速度傳感器的工作原理是基于硅材料等的壓阻效應(yīng)，相比于其他類型的加速度傳感器，其靈敏度一般較低，并且抑制交叉耦合能力較弱。

加速度傳感器結(jié)構(gòu)主要包括：懸臂梁、質(zhì)量塊、壓敏電阻。其中懸臂梁主要分為單端懸臂梁和雙端固支梁，其主要作用是連接質(zhì)量塊與基體，同時(shí)其剛度的大小決定著結(jié)構(gòu)的量程與固有頻率。在早期的加速度傳感器中，懸臂梁與質(zhì)量塊不等高，采用平面外振動(dòng)的方式（如附圖1所示），該種結(jié)構(gòu)形式的梁由于其剛度較小，固有頻率較低，抗沖擊能力較弱，交叉耦合也較大（非敏感方向?qū)γ舾蟹较蛏系挠绊懀捎谂c質(zhì)量塊不等高，梁的厚度在加工中很難保證不同的圓片之間相同，即加工重復(fù)性較差，難以滿足高性能加速度計(jì)的要求。在后來(lái)的加速度傳感器中，采用懸臂梁的厚度與質(zhì)量塊同等高度（如附圖2所示），該種懸臂梁結(jié)構(gòu)形式剛度較大，極大的提高了結(jié)構(gòu)的固有頻率，同時(shí)也加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗高沖擊能力，但該種形式結(jié)構(gòu)的梁在抑制非敏感方向載荷較好的情況下，就要求梁的剛度較大，從而使得在敏感方向上的靈敏度較低，在保證敏感方向靈敏度不變的情況下，結(jié)構(gòu)的交叉耦合較大。對(duì)于加速度傳感器，提高其靈敏度與抑制交叉耦合的能力是至關(guān)重要的。因此，設(shè)計(jì)一種懸臂梁來(lái)提高傳感器結(jié)構(gòu)的靈敏度和抑制交叉耦合的能力，解決兩者之間的矛盾成為加速度傳感器發(fā)展和應(yīng)用的主要技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有的加速度傳感器存在的靈敏度和抑制交叉耦合的能力不能兼顧的矛盾，提供一種用于提高加速度傳感器結(jié)構(gòu)靈敏度及抑制交叉耦合能力的多懸臂梁加速度傳感器。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種多懸臂梁加速度傳感器，包括質(zhì)量塊，質(zhì)量塊的側(cè)面設(shè)有懸臂梁，懸臂梁上設(shè)有壓敏電阻，其特征在于：所述懸臂梁由兩個(gè)及兩個(gè)以上的與質(zhì)量塊等高的子懸臂梁組成。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，可以有以下進(jìn)一步發(fā)展的技術(shù)方案：

質(zhì)量塊的一個(gè)側(cè)面設(shè)有兩個(gè)及兩個(gè)以上的與質(zhì)量塊等高的子懸臂梁，或質(zhì)量塊的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)有兩個(gè)及兩個(gè)以上的與質(zhì)量塊等高的子懸臂梁。

本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)原理如下：