[發明專利]一種低溫漂的諧振式微加速度計等腰直角三角形陣列結構

有效

• 申請號: 201810565263.5
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108801247B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 崔敏;楊海鵬
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01P15/08
• 代理公司: 太原新航路知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王勇

本發明涉及諧振式微加速度計，具體是一種低溫漂的諧振式微加速度計等腰直角三角形陣列結構。本發明解決了現有諧振式微加速度計在輸入的加速度較小時形成測量盲區、制造成本高、成品率低、功能受限的問題。一種低溫漂的諧振式微加速度計等腰直角三角形陣列結構，包括三個尺寸相同的單諧振機構微加速度計；三個單諧振機構微加速度計的敏感軸線在同一平面內相交形成等腰直角三角形；所述單諧振機構微加速度計包括質量塊和諧振機構；所述諧振機構包括左一大錨塊、右一大錨塊、左二大錨塊、右二大錨塊、左一方波狀支撐梁、右一方波狀支撐梁、左二方波狀支撐梁、右二方波狀支撐梁、中間錨塊。本發明適用于軍事導航、深空探測等高精尖領域。

技術領域

本發明涉及諧振式微加速度計，具體是一種低溫漂的諧振式微加速度計等腰直角三角形陣列結構。

背景技術

諧振式微加速度計是一種高精度的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統)加速度傳感器，其廣泛應用于軍事導航、深空探測等高精尖領域。在現有技術條件下，諧振式微加速度計普遍采用差分結構(包括兩個質量塊，且每個質量塊上均加工有兩個尺寸相同的諧振機構)，差分結構可以在一定程度上降低溫漂，但其存在如下問題：其一，當輸入的加速度較小時，同一個質量塊上的兩個諧振機構輸出的諧振頻率變化量十分接近，由此會產生結構耦合，從而形成測量盲區。其二，差分結構包括兩對諧振機構，而加工兩對諧振機構需要消耗大量耗材，由此導致制造成本高、成品率低。其三，差分結構無法測量環境溫度，由此導致功能受限?；诖?，有必要發明一種全新的諧振式微加速度計，以解決現有諧振式微加速度計在輸入的加速度較小時形成測量盲區、制造成本高、成品率低、功能受限的問題。

發明內容

本發明為了解決現有諧振式微加速度計在輸入的加速度較小時形成測量盲區、制造成本高、成品率低、功能受限的問題，提供了一種低溫漂的諧振式微加速度計等腰直角三角形陣列結構。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種低溫漂的諧振式微加速度計等腰直角三角形陣列結構，包括三個尺寸相同的單諧振機構微加速度計；三個單諧振機構微加速度計的敏感軸線在同一平面內相交形成等腰直角三角形；

所述單諧振機構微加速度計包括質量塊和諧振機構；

所述諧振機構包括左一大錨塊、右一大錨塊、左二大錨塊、右二大錨塊、左一方波狀支撐梁、右一方波狀支撐梁、左二方波狀支撐梁、右二方波狀支撐梁、中間錨塊、左橫梁、右橫梁、左小錨塊、右小錨塊、雙端固定音叉、左一豎梁、右一豎梁、左二豎梁、右二豎梁、左三豎梁、右三豎梁、左四豎梁、右四豎梁、左梳狀微諧振器、右梳狀微諧振器；

質量塊的左表面中部延伸設置有左凸塊；質量塊的右表面中部延伸設置有右凸塊；質量塊的前表面和后表面之間貫通開設有中心腔；左一方波狀支撐梁的兩端分別與左凸塊的上表面和左一大錨塊的下表面固定；右一方波狀支撐梁的兩端分別與右凸塊的上表面和右一大錨塊的下表面固定；左二方波狀支撐梁的兩端分別與左凸塊的下表面和左二大錨塊的上表面固定；右二方波狀支撐梁的兩端分別與右凸塊的下表面和右二大錨塊的上表面固定；左一豎梁的兩端分別與中心腔的頂面左部和左橫梁的上表面左端固定；右一豎梁的兩端分別與中心腔的頂面右部和右橫梁的上表面右端固定；左二豎梁的兩端分別與中間錨塊的下表面左部和左橫梁的上表面右端固定；右二豎梁的兩端分別與中間錨塊的下表面右部和右橫梁的上表面左端固定；左三豎梁的兩端分別與左橫梁的下表面右部和雙端固定音叉的上固定座的上表面左部固定，且左三豎梁位于左二豎梁的左側；右三豎梁的兩端分別與右橫梁的下表面左部和雙端固定音叉的上固定座的上表面右部固定，且右三豎梁位于右二豎梁的右側；左四豎梁的兩端分別與左小錨塊的下表面中部和雙端固定音叉的下固定座的上表面左部固定；右四豎梁的兩端分別與右小錨塊的下表面中部和雙端固定音叉的下固定座的上表面右部固定；左梳狀微諧振器的諧振梁垂直固定于雙端固定音叉的左叉臂的左表面中部；右梳狀微諧振器的諧振梁垂直固定于雙端固定音叉的右叉臂的右表面中部；