摘要：硅微谐振式加速度计以易于检测的准数字信号作为输出,是微传感器的一个研究热点。提出一种基于一级微杠杆放大机构和detf谐振器的硅微谐振式加速度计的结构设计,在分析工作机理以及误差来源的基础上阐述硅微谐振式加速度计的设计要点;结合现有加工工艺水平完成整体结构设计;运用MATLAB分析结构参数对性能的影响并对参数进行优化设计;运用ANSYS对加速度计整体结构进行仿真验证。所设计加速度计的谐振频率约29kHz,标度因数为95Hz/g,量程为±50g,其差分输出频率的线性度为0.099%。经研究表明,在加速度计的结构设计中,量程范围要与谐振器原理性误差协调考虑;谐振器振幅不宜过大;在现有加工工艺条件下,谐振器振梁的宽度产生的加工误差最大,对谐振器的性能影响最大。

摘要：硅微谐振加速度计以高精度的频率信号输出成为硅微传感器的研制热点之一。在分析硅微谐振式加速度计工作机理的基础上,采用一种新的基于双检测质量块和谐振音叉低附加质量的硅微谐振式加速度计结构形式。运用ANSYS对加速度计关键结构尺寸进行仿真优化,明确了关键结构尺寸的变化对加速度计性能的影响规律。结果表明:杠杆支撑梁长度、杠杆支撑梁宽度、杠杆支撑梁位置、音叉梁宽度、梳齿宽度和质量块支撑梁宽度对整体结构性能影响最大。所设计的加速度计谐振基频约为21kHz,标度因数为92Hz/g,在士30g加速度输入下非线性达到0.322‰。