一种带声学腔的电容式加速度传感器

摘要

本发明提供一种带声学腔的电容式加速度传感器。包括：传感器框架、由检测质量块和弹性振动膜构成的加速度检测结构、和带有阻尼孔和限位凸点的背极板。检测质量块位于加速度传感器中心位置，通过四周的弹性振动膜与传感器框架相连接；背极板上制作的阻尼孔用以调节系统阻尼，限位凸点用以防止过载时的粘附或损坏；检测质量块与背极板相互平行，且在各相对的表面上分别形成有检测电容；框架内装入加速度检测结构以及背极板封闭后其内部形成声学腔可以改善频率响应。本发明的传感器结构，对加速度传感器的真空度要求较低，且通过改变阻尼孔的密度和大小、声学腔的体积等可以调节系统的品质因数Q等重要参数，给设计和制造带来较大的灵活性。

主权项

1、一种带声学腔的电容式加速度传感器，其特征在于，包括：传感器框架、安装在框架内的加速度检测结构、以及至少一块制作有阻尼孔和限位凸点的背极板，所述传感器框架为任意形状，框架内装入所述加速度检测结构以及背极板并进行封闭后，所述加速度检测结构与背极板之间形成空气隙，所述背极板与传感器框架之间形成声学腔，该声学腔为一个空腔或者二个连通或不连通的空腔，用于形成流动气体回路，改善系统频率响应；所述加速度检测结构由检测质量块和弹性振动膜构成，检测质量块位于传感器中心位置，弹性振动膜位于其外围，检测质量块的外边界与弹性振动膜的内边界相连，弹性振动膜的外边界与所述传感器框架相连，该检测质量块和弹性振动膜均为中心对称图形，二者具有相同的对称中心，并且，所述弹性振动膜是一具有一定厚度的连续膜，在垂直于其厚度方向有一个对称平面，所述检测质量块和弹性振动膜均相对于该平面上下对称；所述背极板为具有一定厚度且刚性较大的板，设置在所述传感器框架与所述加速度检测结构之间，其边界固定在所述传感器框架上，该背极板上制作有数目众多并呈特定几何分布的阻尼通孔，该阻尼通孔为任意形状，其半径、数目及分布情况根据系统阻尼情况进行调节，所述背极板的与所述检测质量块相对的表面上制作有柱形或半球形且具有相同高度的限位凸点；所述检测质量块与所述背极板上下平行并且相对，并且，在相对的检测质量块的表面和背极板的表面上分别形成有检测电容的可动电极和固定电极，两电极正对并且之间形成1～100微米的所述空气隙。