[發明專利]一種基于模態局部化效應的弱耦合MEMS諧振式加速度計

有效

• 申請號: 201610834931.0
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN106629571B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 常洪龍;李博洋;張和民;鐘紀明
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;G01P15/097
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

1.一種基于模態局部化效應的弱耦合MEMS諧振式加速度計，其特征在于，兩個完全相同的敏感質量塊，質量塊一( 301) 和質量塊二( 302) 上下對稱放置；兩根支撐質量塊一的彈性支撐梁( 305 ) 將所述質量塊一( 301) 支撐于其兩側的第一固定錨點( 303) 上，兩根支撐質量塊二的彈性支撐梁( 306) 將所述質量塊二( 302) 支撐于其兩側的第二固定錨點( 304) 上，使得所述質量塊一( 301) 和質量塊二( 302) 只在該加速度計的敏感方向、上下方向運動；所述質量塊一( 301) 和質量塊二( 302) 的中間是該加速度計的核心結構——弱耦合諧振器，其包含的主要部件諧振器一( 308) 與諧振器二( 309) 呈上下對稱放置，并且由諧振器的機械耦合梁( 307) 在靠近諧振梁固定錨點附近連接從而實現弱耦合，與第一質量塊( 301) 相連接的質量塊一的靜電力施加電容極板( 407) 和與諧振器一( 308) 相連接的電容器外極板形成了對諧振器一( 308) 施加靜電負剛度的第一載荷施加電容( 310) ，與第二質量塊( 302) 相連接的電容器極板( 408) 和與諧振器二(309) 相連接的電容器外極板形成了對諧振器二( 309) 施加靜電負剛度的第二載荷施加電容( 311) ；

諧振器一( 308) 與諧振器二( 309) 呈上下對稱放置，并且由機械耦合梁( 307) 在右側連接實現弱耦合，諧振器一( 308) 、諧振器二( 309) 的左端分別與錨點連接并固定，右端與直流驅動電極( 401) 連接并固定，在每個諧振器的上下兩側各有一個電容器極板用于振幅的檢測，在整個諧振系統構成的反“C”型區域內部的電容器極板稱為內極板，外部的為外極板；在諧振系統內部，于諧振器一( 308) 與諧振器二( 309) 的內極板之間設置有交流驅動電極( 406) ，在諧振器一( 308) 的內極板與諧振器一( 308) 之間設置有諧振器一( 308) 的內極板檢測電極( 404) ；在諧振器二( 309) 的內極板與諧振器二(309) 之間設置有諧振器二( 309) 的內極板檢測電極( 405) ，在諧振系統外部，于諧振器一( 308) 的外極板與諧振器一( 308) 之間靠近外極板內側設置有諧振器一( 308) 的外極板檢測電極( 402) ；在諧振器二( 309) 的外極板與諧振器二( 309) 之間靠近外極板內側設置有諧振器二( 309) 外極板檢測電極(403)；在諧振器一(308)的彈性梁的上側有剛度調節電極( 409) ，在諧振器二(309)的彈性梁的下側有剛度調節電極(4010)。