電容式微加速度計非理想因素分析及新結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、電容式微加速度計由于體積小、成本低、功耗低、具有直流響應(yīng)和漂移小等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。但是加速度計結(jié)構(gòu)在制作加工和實(shí)際工作中易受一些非理想因素的干擾，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)偏差，嚴(yán)重影響其工作性能。
　　本文對加速度計的相關(guān)非理想因素，包括邊緣電容和寄生電容來源、溫度特性、加工誤差等進(jìn)行了理論分析。研究了加速度計結(jié)構(gòu)的支撐梁、空氣阻尼等對機(jī)械結(jié)構(gòu)性能的影響，并在此基礎(chǔ)上提出一種新型差分電容式復(fù)合支撐梁加速度計結(jié)構(gòu)。對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

2、設(shè)計，使用有限元軟件ANSYS進(jìn)行靜態(tài)和模態(tài)仿真，得到加速度計的機(jī)械靈敏度為2.4×10-7m/g，敏感軸向的諧振頻率為1021Hz。對于邊緣電容的分析計算得到該結(jié)構(gòu)的邊緣電容為4.0051pF，對電容的影響為15.1％。分析了寄生電容的來源并計算了電容值的大小。分析了溫度變化對加速度計結(jié)構(gòu)的影響，一方面是熱脹冷縮導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸變化；另一方面是通過影響硅材料的楊氏模量引起諧振頻率的漂移，頻率漂移率為-0.011～-0.041Hz/℃。另外