MEMS“三明治”倾角传感器的仿真分析和优化设计

作者：高旗; 陈青松; 杨挺; 杨贵玉; 张洪涛; 张皓

来源：遥测遥控, 2022, 43(05): 120-126.

• MEMS倾角传感器
• 有限元仿真
• 灵敏度
• 线性度
• 谐振频率
• 体硅工艺

对MEMS“三明治”式倾角传感器进行结构优化设计，敏感元件采用双梁-质量块结构，其中可动质量块通过双梁和周围框架相连，可动质量块和上下盖板构成上下差分电容。外界给定某一加速度时，上下间隙此消彼长，从而导致电容量发生变化。通过建立敏感元件的静力学模型，获得敏感元件的关键尺寸与其性能参数的关系，基于体硅工艺建立敏感元件的三维工艺模型，并采用ANSYS有限元仿真对敏感元件的灵敏度、线性度、谐振频率等参数进行分析计算，结果表明：敏感结构的一阶谐振频率为576.68 Hz，灵敏度为0.76 pF/g，±30°、±90°对应的线性度分别为0.8‰、3‰，均符合设计要求，最后给出了倾角传感器敏感元件的加工流程。

• 单位
  北京遥测技术研究所