2000年 第2卷 第2期
变面积结构微机械电容式加速度传感器
中国科学院上海冶金研究所，上海 200050
下一篇 上一篇
摘要
文章首次报道了一种基于面积可变电容结构的微机械加速度传感器。质量块呈栅状结构，由悬臂梁支撑。两组交叉放置的定电极位于质量块的正下方。在惯性力的作用下，质量块呈平行于衬底水平移动，引起由质量块的栅与定电极的叉指构成的差分电容变化。通过测量差分电容的变化，可以得到加速信号的大小。理论分析表明加速度响应信号随面积呈线性变化，而与质量块及定电极的间距无关。加速度传感器的制作采用了基于金属电镀的准LIGA技术，设计量程为20m/s2。测量结果表明，加速度传感器量程为20m/s2，灵敏度为58.1mV/(m·s-2)，非线性为4%FS。讨论了器件线性度不够理想的原因。
图片
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
参考文献
[ 1 ] RudolfF , JornodA , BergqvistJ , etal.Precisionaccelerometerswithμgresolution .Sensors&Actua tors [J] , 1990 , A2 1～ 2 3 :2 97～ 30 2
[ 2 ] SukuziS , TuchitaniS , SatoK , etal.Semiconduc torcapacitance typeaccelerometerwithPWMelectro staticservotechnique [J] .Sensors&Actuators, 1990 , A2 1～ 2 3 :316～ 319
[ 3 ] KuehnelW , ShermanS .Asurfacemicro machinedsiliconaccelerometerwithon chipdetectioncircuitry[J] .Sensors&Actuators , 1994, A45 :7～ 16
[ 4 ] MinetaT , KobayashiS , WatanabeY , etal.Three axiscapacitiveaccelerometerwithuniformaxialsensi tivities [A] .Transducer’95 [M] , 1995 . 554～ 557
[ 5 ] ChauKHL , LewisSR , ZhaoY , etal.Aninte gratedforcebalancedcapacitiveaccelerometerforlow gapplications [J] .SensorsandActuators, 1996 , A54 :472～ 476
[ 6 ] SpanglerLC , KempCJ .ISAAC :Integratedsiliconautomotiveaccelerometer [J] .SensorsandActua tors, 1996 , A54 :52 3～ 52 9
[ 7 ] PuersR , ReyntjensS .Designandprocessingexperi mentsofanewminiaturizedcapacitivetriaxialac celerometer [J] .SensorsandActuators, 1998, A68:32 4～ 32 8
[ 8 ] SelvakumarA , NajafiK .Ahigh sensitivityZ axiscapacitivesiliconmicroaccelerometerwithatorsionalsuspension [J] .J.ofMEMS , 1998, 7 (2 ) :192～ 2 0 0
[ 9 ] 李宝清 , 陆德仁 , 王渭源 栅结构电容式微型加速度传感器 [P ] .中国专利 :ZL982 2 4 574 2 , 1998- 0 7- 14
[10] MaoMinyao, WangXiaodong, XieJianfang , etal.Fullyself alignednickelmobilemicromotorfabricatedatlowtemperature [R] .TheInternationalSocietyforOpticalEngineering (SPIE ) , Austin , Texas, October, 1996 .2 36～ 2 4 1
[11] 李宝清 , 陆德仁 , 王渭源 高线性微机械差分电容式加速度计测量电路 [J] .测控技术 , 1999, 18 (10 ) :12～ 14 链接1
京公网安备 11010502051620号
