存在初始位移的MEMS振动台的振动特性分析

作者：郝瑞; 周吴^*; 彭倍

来源：仪器仪表学报, 2021, 42(11): 71-78.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.J2108360

• 初始位移
• MEMS振动台
• 双稳态振动
• 波形失真
• MEMS加速度计标定

MEMS压电振动台能够实现微米量级的精密机械振动,应用于MEMS惯性传感器的片上标定。然而,由于压电陶瓷和硅的热膨胀系数不同,导致MEMS压电梁在制造成形后存在残余应力。残余应力会引起MEMS压电梁的翘曲,并导致MEMS压电振动台存在初始位移。为分析初始位移对MEMS压电振动台的振动特性的影响,建立残余应力与压电梁变形间的关系,以及压电梁变形与振动台初始位移间的关系。将初始位移量引入MEMS压电振动台的振动模型中,讨论不同初始位移(10、20、30μm)MEMS压电振动台的振动特性。实验结果表明在10 V(150 Hz)正弦激励下,存在初始位移的MEMS压电振动台具有双稳态振动特性,振动波形失真最大相对误差为45%。实验结果与理论分析吻合证明残余应力是引起振动波形失真的主要原因。

• 单位
  电子科技大学