变刚度单轴电容式MEMS加速度计设计

作     者：洪逸飞 武焕臣 汤沛源 刘晨 李磊 HONG Yifei;WU Huanchen;TANG Peiyuan;LIU Chen;LI Lei

作者机构：山东理工大学交通与车辆工程学院山东淄博255049 

基　　金：山东省自然科学基金面上项目(ZR2023MA057) 国家自然科学基金资助项目(11902182) 山东省高校青年创新团队发展计划资助项目(2023KJ150) 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2025年第44卷第4期

页      码：70-73页

摘      要：本文提出了一种利用静电弹簧软化效应提高加速度计灵敏度的方法。加速度计采用4组U型弹簧对敏感质量进行支撑,敏感质量上设计了差分电容检测结构和静电调谐结构。实现了结构谐振频率可调,保证了加速度计的结构强度,提高了传感器灵敏度。建立了加速度计的数学结构模型。通过仿真,对加速度计进行模态分析,研究了调谐电压对灵敏度的影响。结果表明:当调谐电压增大到30 V时,加速度计的位移灵敏度增加了34%,电容灵敏度增加了39.7%,谐振频率降低了13.4%。最后利用实验进行谐响应分析,发现加速度计的谐振频率降低了17.5%,验证了变刚度方案的可行性。

主 题 词：MEMS 电容式加速度计 灵敏度 变刚度 谐响应分析 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13873/J.1000-9787(2025)04-0070-04

馆 藏 号：203158209...