多梁凹槽高g值加速度计的设计与分析

作者:张宇; 许高斌; 尹盛华; 徐琛; 汪洋; 冯建国
来源:电子测量与仪器学报, 2023, 37(04): 90-97.
DOI:10.13382/j.jemi.B2206108

摘要

针对目前航空航天、车辆碰撞分析等领域对高g值加速度计的迫切需求,设计了一种新型多梁凹槽压阻式加速度计,该加速度计利用变截面梁作为敏感梁来放大质量块的等效惯性力,并通过辅助梁与背面凹槽的组合有效提高结构刚度,实现了高灵敏度输出和良好的频宽特性。建立了加速度计的力学模型,并通过ANSYS有限元软件仿真分析,优化获得了加速度计的结构和尺寸。利用敏感梁表面路径,分析总结其应力分布规律,确定压敏电阻位置。仿真实验结果表明,设计出的该加速度计量程为150 000 g,灵敏度为1.32μV/g,固有频率约为268 kHz。最后基于SOI技术设计了加速度计的工艺流程。

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