高过载三维MEMS加速度传感器敏感芯片设计仿真与优化

作     者：张振海 李科杰 任宪仁 刘俊 ZHANG Zhen-hai;LI Ke-jie;REN Xian-ren;LIU Jun

作者机构：北京理工大学机电工程与控制国家级重点实验室北京100081 中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2008年第29卷第6期

页      码：690-696页

摘      要：为获取硬目标侵彻武器弹体侵彻过程中完整的三轴向加速度信号,研制了三维高冲击过载MEMS压阻式加速度传感器。提出了中心岛硬心质量块E型膜片结构设计方案和独特的三维力敏电阻的布桥方式,并详细阐述了传感器三维加速度测试的工作原理,运用有限元分析软件进行仿真验证,并运用零阶粗优化与一阶梯度寻优相结合的优化算法,对传感器敏感芯片的结构参数进行优化。优化仿真结果表明:传感器敏感芯片的结构强度足够,可承受的瞬态高冲击过载峰值最高可达2×105g;芯片固有频率可达231 kHz;三轴向加速度测试力敏电阻布设位置应力应变大,使得传感器有较高的输出灵敏度,理论上的优化仿真分析保证了传感器有可靠的工作性能,最后研制传感器原理样机,进行实验验证。

主 题 词：仪器仪表技术 仿真与优化 MEMS 压阻式传感器 高g值 敏感芯片 三维 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3321/j.issn:1000-1093.2008.06.010

馆 藏 号：203417119...