[發明專利]梁島塔形壓阻式三軸MEMS高量程加速度傳感器陣列

有效

• 申請號: 201210392440.7
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102928622A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 石云波;劉俊;唐軍;趙銳;錢爰穎;潘龍麗;李杰;張曉明;楊衛;郭濤;馬喜宏;鮑愛達
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01P15/12
• 分類號: G01P15/12;G01P15/18
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種梁島塔形壓阻式三軸MEMS高量程加速度傳感器陣列，其特征在于：包括第一六梁雙島T形結構傳感器、第二六梁雙島T形結構傳感器、以及四梁錐臺結構傳感器；

所述第一六梁雙島T形結構傳感器包括X軸加速度傳感器、Z軸低量程加速度傳感器、以及第一正方形硅基框架（1）；

X軸加速度傳感器包括右側矩形質量塊（2）、右側連接梁（3）、右上側檢測梁（4）、右下側檢測梁（5）、以及由第一-第四壓敏元件（6-9）構成的第一惠斯通電橋；右側矩形質量塊（2）支懸于第一正方形硅基框架（1）的內腔右側；右側連接梁（3）沿右側矩形質量塊（2）的寬度方向中心線設置，且右側矩形質量塊（2）的右側長邊通過右側連接梁（3）與第一正方形硅基框架（1）的右側內壁固定；右上側檢測梁（4）沿右側矩形質量塊（2）的長度方向中心線設置，且右側矩形質量塊（2）的上側短邊通過右上側檢測梁（4）與第一正方形硅基框架（1）的上側內壁固定；右下側檢測梁（5）沿右側矩形質量塊（2）的長度方向中心線設置，且右側矩形質量塊（2）的下側短邊通過右下側檢測梁（5）與第一正方形硅基框架（1）的下側內壁固定；第一壓敏元件（6）安裝于右上側檢測梁（4）的上端左側；第二壓敏元件（7）安裝于右上側檢測梁（4）的上端右側；第三壓敏元件（8）安裝于右下側檢測梁（5）的下端左側；第四壓敏元件（9）安裝于右下側檢測梁（5）的下端右側；

Z軸低量程加速度傳感器包括左側矩形質量塊（10）、左側連接梁（11）、左上側檢測梁（12）、左下側檢測梁（13）、以及由第五-第八壓敏元件（14-17）構成的第二惠斯通電橋；左側矩形質量塊（10）支懸于第一正方形硅基框架（1）的內腔左側；左側連接梁（11）沿左側矩形質量塊（10）的寬度方向中心線設置，且左側矩形質量塊（10）的左側長邊通過左側連接梁（11）與第一正方形硅基框架（1）的左側內壁固定；左上側檢測梁（12）沿左側矩形質量塊（10）的長度方向中心線設置，且左側矩形質量塊（10）的上側短邊通過左上側檢測梁（12）與第一正方形硅基框架（1）的上側內壁固定；左下側檢測梁（13）沿左側矩形質量塊（10）的長度方向中心線設置，且左側矩形質量塊（10）的下側短邊通過左下側檢測梁（13）與第一正方形硅基框架（1）的下側內壁固定；第五壓敏元件（14）安裝于左上側檢測梁（12）的上端中央；第六壓敏元件（15）安裝于左上側檢測梁（12）的下端中央；第七壓敏元件（16）安裝于左下側檢測梁（13）的上端中央；第八壓敏元件（17）安裝于左下側檢測梁（13）的下端中央；

所述第二六梁雙島T形結構傳感器包括Y軸加速度傳感器、Z軸中量程加速度傳感器、以及第二正方形硅基框架（18）；

Y軸加速度傳感器包括上側矩形質量塊（19）、上側連接梁（20）、上左側檢測梁（21）、上右側檢測梁（22）、以及由第九-第十二壓敏元件（23-26）構成的第三惠斯通電橋；上側矩形質量塊（19）支懸于第二正方形硅基框架（18）的內腔上側；上側連接梁（20）沿上側矩形質量塊（19）的寬度方向中心線設置，且上側矩形質量塊（19）的上側長邊通過上側連接梁（20）與第二正方形硅基框架（18）的上側內壁固定；上左側檢測梁（21）沿上側矩形質量塊（19）的長度方向中心線設置，且上側矩形質量塊（19）的左側短邊通過上左側檢測梁（21）與第二正方形硅基框架（18）左側內壁固定；上右側檢測梁（22）沿上側矩形質量塊（19）的長度方向中心線設置，且上側矩形質量塊（19）的右側短邊通過上右側檢測梁（22）與第二正方形硅基框架（18）右側內壁固定；第九壓敏元件（23）安裝于上左側檢測梁（21）的左端下側；第十壓敏元件（24）安裝于上左側檢測梁（21）的左端上側；第十一壓敏元件（25）安裝于上右側檢測梁（22）的右端下側；第十二壓敏元件（26）安裝于上右側檢測梁（22）的右端上側；

Z軸中量程加速度傳感器包括下側矩形質量塊（27）、下側連接梁（28）、下左側檢測梁（29）、下右側檢測梁（30）、以及由第十三-第十六壓敏元件（31-34）構成的第四惠斯通電橋；下側矩形質量塊（27）支懸于第二正方形硅基框架（18）的內腔下側；下側連接梁（28）沿下側矩形質量塊（27）的寬度方向中心線設置，且下側矩形質量塊（27）的下側長邊通過下側連接梁（28）與第二正方形硅基框架（18）的下側內壁固定；下左側檢測梁（29）沿下側矩形質量塊（27）的長度方向中心線設置，且下側矩形質量塊（27）的左側短邊通過下左側檢測梁（29）與第二正方形硅基框架（18）左側內壁固定；下右側檢測梁（30）沿下側矩形質量塊（27）的長度方向中心線設置，且下側矩形質量塊（27）的右側短邊通過下右側檢測梁（30）與第二正方形硅基框架（18）右側內壁固定；第十三壓敏元件（31）安裝于下左側檢測梁（25）的左端中央；第十四壓敏元件（32）安裝于下左側檢測梁（25）的右端中央；第十五壓敏元件（33）安裝于下右側檢測梁（26）的左端中央；第十六壓敏元件（34）安裝于下右側檢測梁（26）的右端中央；

所述四梁錐臺結構傳感器包括Z軸高量程加速度傳感器、以及第三正方形硅基框架（35）；

Z軸高量程加速度傳感器包括正方形質量塊（36）、上側檢測梁（37）、下側檢測梁（38）、左側檢測梁（39）、右側檢測梁（40）、以及由第十七-第二十壓敏元件（41-44）構成的第五惠斯通電橋；正方形質量塊（36）支懸于第三正方形硅基框架（35）的內腔中央；上側檢測梁（37）沿正方形質量塊（36）的中心線設置，且正方形質量塊（36）的上側邊通過上側檢測梁（37）與第三正方形硅基框架（35）的上側內壁固定；下側檢測梁（38）沿正方形質量塊（36）的中心線設置，且正方形質量塊（36）的下側邊通過下側檢測梁（38）與第三正方形硅基框架（35）的下側內壁固定；左側檢測梁（39）沿正方形質量塊（36）的中心線設置，且正方形質量塊（36）的左側邊通過左側檢測梁（39）與第三正方形硅基框架（35）的左側內壁固定；右側檢測梁（40）沿正方形質量塊（36）的中心線設置，且正方形質量塊（36）的右側邊通過右側檢測梁（40）與第三正方形硅基框架（35）的右側內壁固定；第十七壓敏元件（41）安裝于上側檢測梁（37）的上端中央；第十八壓敏元件（42）安裝于右側檢測梁（40）的右端中央；第十九壓敏元件（43）安裝于下側檢測梁（38）的下端中央；第二十壓敏元件（44）安裝于左側檢測梁（39）的左端中央；

第一正方形硅基框架（1）的右側外壁與第二正方形硅基框架（18）的左側外壁緊貼固定；第二正方形硅基框架（18）的右側外壁與第三正方形硅基框架（35）的左側外壁緊貼固定。