摘要：环境温度变化造成的热应力是影响MEMS加速度计性能的关键因素。为了提升MEMS加速度计温度稳定性,以蝶翼式MEMS加速度计为研究对象,分别在敏感芯片上设计应力释放结构和敏感芯片与陶瓷基底之间设计应力隔离结构。利用有限元分析工具COMSOL对有无应力释放和隔离结构的情况进行了对比仿真,结果表明敏感单元上的敏感梁应用应力释放结构只有原结构最大应力水平的0.3%,封装时采用应力隔离结构间接连接比原直接连接方式最大应力下降一个数量级。采用微机械加工技术和微电子工艺技术结合的MEMS加工工艺实现含应力隔离结构的加速度计原理样机制作。对样机进行温度测试,试验结果表明有应力释放与隔离结构在-40°C~60°C区间的漂移量比无应力释放与隔离结构提升约3.5倍,验证了应力释放与隔离结构对温度稳定性提升的有效性,研究结果可以为加速度计在高性能、恶劣环境下的应用提供参考。

摘要：分析了电容检测电路原理,优化设计了C/V模块电路、接口电路和零偏及标度因数补偿电路,并搭建电路以及联合微机械差分电容结构进行了集成测试。经过测试验证,设计的微机电系统(MEMS)振动传感器信号检测电路对微弱电容具有较好的检测放大作用,并具有较强的接口适应性和防护能力。

摘要：轴承是旋转机械最易发生故障的零件,一旦发生故障,就会影响整个机械系统的运行,因此,对轴承的运行状态进行有效的监测意义重大。提出了一种基于蝶翼式MEMS振动传感器的轴承故障信号检测方法,具体介绍了蝶翼式MEMS振动传感器的设计、加工以及与之级联的电子谐振器的设计。仿真和应用验证表明,所提出的方法能够有效提取轴承故障信号。

摘要：针对故障诊断与安全监测的应用需求,设计了一种大量程、体积小、高谐振频率的蝶翼式振动加速度传感器。通过COMSOL有限元分析(FEA)对敏感结构进行了分析与优化设计。采用了基于绝缘体上硅(SOI)圆片的敏感结构制造工艺完成了敏感结构的加工,将敏感结构与信号检测电路进行了集成,并与传感器结构件进行了封装,完成了蝶翼式加速度传感器的制造。最终,对蝶翼式振动加速度传感器的灵敏度、灵敏度误差、谐振频率等主要性能指标进行了测试。