低G值扭擺式電容加速度計關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、航空航天、導航與制導等應用領(lǐng)域，對加速度計的漂移、測量精度要求越來越高?；诠?玻璃鍵合和ICP刻蝕的體硅加工工藝，在MEMS器件加工中被普遍采用。但是，由于硅結(jié)構(gòu)和玻璃襯底熱膨脹系數(shù)很難完全匹配，當外界溫度變化時，會產(chǎn)生較大的熱應力，引起加速度計輸出發(fā)生溫度漂移，嚴重影響加速度計的測量精度。為此，本課題面向姿態(tài)控制等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅艿虶值加速度計的應用需求，提出一種帶有應力隔離結(jié)構(gòu)的扭擺式電容加速度計結(jié)構(gòu)，開展其結(jié)構(gòu)設計、加工與封裝、檢測

2、電路、系統(tǒng)測試等研究，對減小加速度計溫漂，提高加速度計測量精度具有重要的意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①綜述加速度計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述各類型加速度計的工作原理并分析其優(yōu)缺點，確定論文的主要內(nèi)容。②研究了扭擺式電容加速度計的工作原理，提出了帶有應力隔離結(jié)構(gòu)的扭擺式電容加速度計新結(jié)構(gòu)，完成了結(jié)構(gòu)設計。仿真分析表明：相同條件下，不帶隔離結(jié)構(gòu)的扭擺加速度計其熱應力主要集中在扭轉(zhuǎn)梁的末端，其最大應力約100Mpa；具有應力隔離結(jié)構(gòu)的加

3、速度計，熱應力主要集中在緩沖折疊梁上，而扭轉(zhuǎn)梁上的應力約為1.7MPa，僅為前者的1.7％。③設計了加速度計工藝流程，并采用硅-玻璃鍵合和ICP刻蝕工藝，完成了加速度計芯片的制作。仿真分析了不同貼片膠條件下，加速度計的熱應力分布，結(jié)果表明：進行加速度計貼片工藝時，應選擇楊氏模量和熱膨脹系數(shù)較小的貼片膠。搭建測試平臺，測量了在不同貼片條件下，加速度計的輸出隨溫度的變化，驗證了仿真結(jié)果的正確性。④研究單端載波調(diào)制、雙路電荷放大的電容檢測方法