[實用新型]一種分體式差分硅微諧振式加速度計

有效

• 申請號: 201420717557.2
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN204255978U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 黃麗斌;李晴云;李宏生;高陽;趙立業
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01P15/13
• 分類號: G01P15/13;G01P15/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本實用新型涉及一種分體式差分硅微諧振式加速度計，屬于微機電系統(MEMS)和微慣性測量技術。

背景技術

硅微加速度計是一種典型的MEMS(Micro?Electromechanical?system，微機電系統)慣性傳感器，其加工工藝與微電子加工技術兼容，可實現批量生產，具有體積小、重量輕、成本低、能耗低、可靠性高、易于智能化和數字化，可滿足惡劣環境應用等特點，是當今加速度計發展的熱點方向之一，有著重要的軍用價值和廣泛的民用前景。

硅微加速度計包括諧振式、電容式、力平衡式、壓電式、壓阻式、熱對流和隧道電流式等。諧振式硅微加速度計通過質量塊敏感加速度信號，將加速度轉換為慣性力，此慣性力作用于諧振梁上，引起諧振梁諧振頻率變化，通過檢測諧振頻率變化量即可獲取加速度的大小。諧振式硅微加速度計不僅具有一般硅微加速度計的優點，而且輸出準數字的頻率信號，因而具有易于檢測、抗干擾性好、穩定性好、信號處理方便等特點，是一種高精度的硅微加速度計。

現有的硅微諧振式加速度計一般采用一體式差分結構，包括一個質量塊和兩個對稱分布的諧振器，采用差分的方式檢測輸出信號。由于兩個諧振器共用一個質量塊，兩者之間存在耦合，在一定測量范圍內會存在測量死區。而不等基頻硅微諧振式加速度計的兩個諧振器采取了非對稱設計，雖然可以在全量程范圍內消除測量盲區，但是減弱了對共模誤差的抑制。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種分體式差分硅微諧振式加速度計，可以有效抑制共模誤差，而且可以完全消除上下諧振器的耦合影響。

技術方案：為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種分體式差分硅微諧振式加速度計，包括玻璃基底、引線層、鍵合層和硅結構層，所述玻璃基底設置為底層，在所述玻璃基底上面濺射有引線層，在所述玻璃基底和引線層上設有鍵合層，所述鍵合層上面為硅結構層。

進一步的，所述硅結構層包括上質量塊和下質量塊，所述上質量塊和下質量塊相同且關于硅結構層的水平軸線對稱設置，且所述上質量塊和下質量塊之間相互分離僅通過對稱的上下質量塊左側公共錨區和上下質量塊右側公共錨區連接在一起。

進一步的，在所述上質量塊外側頂角處設置上質量塊左側錨區和上質量塊右側錨?區，所述上質量塊分別與上左側杠桿放大機構和上右側杠桿放大機構外側端連接，所述上左側杠桿放大機構和上右側杠桿放大機構內側端分別與上諧振器連接。

進一步的，在所述下質量塊外側頂角處設置下質量塊左側錨區和下質量塊右側錨區，所述下質量塊分別與下左側杠桿放大機構和下右側杠桿放大機構外側端連接，所述下左側杠桿放大機構和下右側杠桿放大機構的內側端分別與下諧振器連接。

進一步的，所述上下質量塊左側公共錨區、上下質量塊右側公共錨區、上質量塊左側錨區、上質量塊右側錨區、下質量塊左側錨區和下質量塊右側錨區分別通過折疊梁形式的支撐梁連接上質量塊和/或下質量塊，且限制上質量塊和下質量塊在水平方向上運動。

進一步的，所述上左側杠桿放大機構包括由外側至內側依次設置在左側上杠桿臂上的左側上杠桿輸入梁、左側上杠桿支點梁和左側上杠桿輸出梁，所述上右側杠桿放大機構包括由外側至內側依次設置在右側上杠桿臂上的右側上杠桿輸入梁、右側上杠桿支點梁和右側上杠桿輸出梁，且所述上左側杠桿放大機構和上右側杠桿放大機構的內側端對齊處于一直線上；所述左側上杠桿輸入梁和右側上杠桿輸入梁分別設置在對應的左側上杠桿臂和右側上杠桿臂的外側端，且分別與上質量塊連接，所述左側上杠桿臂和右側上杠桿臂的內側端分別設有左側上杠桿輸出梁和右側上杠桿輸出梁，所述左側上杠桿輸出梁和右側上杠桿輸出梁通過連接塊與上諧振器連接；在所述左側上杠桿輸入梁和左側上杠桿輸出梁之間設置有連接在左側上杠桿臂的左側上杠桿支點梁，所述左側上杠桿支點梁連接有左側上杠桿錨區，在所述右側上杠桿輸入梁和右側上杠桿輸出梁之間設置有連接在右側上杠桿臂上的右側上杠桿支點梁，所述右側上杠桿支點梁連接有右側上杠桿錨區。