一种高灵敏度双轴硅微谐振式加速度计

摘要

一种高灵敏度双轴硅微谐振式加速度计，它由包括质量块、微杠杆放大机构、音叉谐振器、静电梳齿驱动器及梳齿电容检测器的上层机械部分和包括信号线及电极的下层部分组成，其中加速度计结构的上层部分制作在单晶硅片上，下层部分制作在玻璃衬底上。上层机械机构采用一个方形质量块敏感两个正交方向的加速度，四个结构参数相同的谐振器的一端通过锚点固定在基底上，另一端通过微杠杆机构与质量块相连，四个完全相同的一级微杠杆分别连接在质量块的四个顶角。上层机械机构通过谐振器一端的锚点和微杠杆机构的支点梁锚点悬浮在下层的玻璃基底之上。本发明具有灵敏度高、解耦能力强、量程大、稳定性好、体积小、结构简单等优点，适用于汽车工业、航空航天、地震监测等领域。

主权项

一种高灵敏度双轴硅微谐振式加速度计，由制作在单晶硅片上的上层机械机构和制作在玻璃基底(1)上的下层电极引线(12、13、14)组成，上层机械机构包括质量块(2)、4个微杠杆放大机构(9a、9b、9c、9d)、4个音叉谐振器(4a、4b、4c、4d)、8个固定驱动梳齿(5a、5b、5c、5d、7a、7b、7c、7d)和4个固定检测梳齿(6a、6b、6c、6d)和8个锚点(3a、3b、3c、3d、8a、8b、8c、8d)组成；其特征在于：质量块的四个顶角分别连接四个微杠杆放大机构，微杠杆放大机构的支点梁(11a、11b、11c、11d)通过锚点(3a、3b、3c、3d)固定在基底上；四个谐振器一端通过锚点(8a、8b、8c、8d)固定在基底上，另一端通过微杠杆机构与质量块相连；每列活动梳齿与谐振器外侧的固定梳齿组成了8个静电梳齿驱动器，每列活动梳齿分别与两根谐振梁之间的固定梳齿组成了8个梳齿电容检测器，所有12个固定梳齿都固定在基底上，所有的锚点固定在玻璃衬底的基底键合点上，4个音叉谐振器中，每两个轴线相互平行的音叉谐振器构成一组差动式谐振音叉结构，谐振器(4a、4b)差动测量Y方向的被测加速度，谐振器(4c、4d)差动测量X方向的被测加速度。