侧面扩散电阻的微机械加速度传感器的设计

给出了一种新型的侧面扩散电阻的硅微机械加速度传感器的设计和制造方法.硅微机械加速度传感器采用压阻式双悬臂梁整体式结构.两个结构相同分布方向相反的悬臂梁采用DRIE工艺加工,在每个梁的侧面通过硼扩散形成两个压敏电阻,四个压敏电阻构成惠斯痛全桥连接,在悬臂梁的根部采用DRIE工艺形成电隔离窄沟槽,并淀积二氧化硅薄膜来填充隔离沟槽,形成电阻与其它区域间的电绝缘.计算结果表明,这种结构的加速度传感器的灵敏度比常规设计的加速度传感器灵敏度要高77%.工艺可行性试验表明,电隔离窄沟槽的制作工艺稳定可靠.因此,这是一种先进的压阻式硅微机械加速度传感器设计和制造方法.     

基于约瑟夫逊效应的高g值高分辨率加速度计的设计与仿真

针对目前压阻式加速度计分辨率不高的特点,设计了一种基于约瑟夫逊效应与硅压阻效应相结合的检测高g值的微机械加速度计,其具备信噪比低和分辨率高等优点.该加速度计采用四悬臂梁质量块结构,在悬臂梁根部附近布置压敏电阻,可将加速度输入转化成硅晶格的应变,从而引起压阻器件的阻值变化,并使测量电路的惠斯通电桥两端的电压发生变化,将该电压通过约瑟夫逊效应原理测量出来,则可反推出悬臂梁上所施加的力.通过Ansys软件对加速度计的静态及动态性能进行仿真,得出该加速度计的量程为200 000g,带宽为220kHz,响应时间为1.09μs,分辨率小于1g.     

一种新型电容式加速度传感器敏感电极的研究

针对现有加速度传感器在测试时相对于高冲击后可能导致丧失高灵敏度的性能,提出了一种新型电容式加速度传感器.该传感器利用水银作为液体敏感电极代替传统的固体敏感电极,结构简单.实验证明:该传感器性能良好,线性度为6.52%,灵敏度为0.501pf/g,重复性为1.45%,可广泛应用于抗高过载低量程方面的加速度测试.     

MEMS高量程加速度传感器封装技术仿真研究

针对现有MEMS高量程加速度传感器芯片结构设计了一种不锈钢管壳封装结构,通过有限元软件分析研究了灌封对高量程加速度传感器封装性能的影响.仿真结果表明,管壳结构在200 000 g的冲击载荷下,其所受到的最大应力为260.538MPa,小于不锈钢的抗拉强度785MPa,可以承受高达200 000 g的冲击载荷.灌封可以提...     

封装对高量程加速度计响应特性影响的分析

高量程加速度传感器应用在冲击、过载等复杂环境中时,高频谐波对传感器的响应特性有很大影响.为减少高频谐波对传感器响应特性的影响,通过优化封装提高传感器封装体固有频率,可使传感器在冲击、过载条件下稳定地输出.利用自研的尺寸为3 mm×3 mm的高量程加速度传感器芯片,通过建立其封装等效模型,基于有限元仿真分析了封装壳体内腔宽度、盖板厚度和灌封胶用量对传感器封装体固有频率的影响.结果表明:减小封装壳体内腔尺寸或增加封装盖板厚度(0.5～1 mm),可以增加传感器封装体固有频率;灌封胶完全灌满封装壳体可以显著提高封装体固有频率.最后,利用马歇特落锤冲击测试系统验证了仿真分析结果.     

一种弹丸轴向加速度测量方法和装置

弹丸质心轴向加速度是一维弹道修正引信进行射程修正的重要参数,为了消除加速度计安装在远离弹丸质心所引起的离心加速度,提出了一种双加速度计纵向排列测量质心轴向加速度的方法.利用弹道初始参数随机值和弹道方程生成随机弹道作为实际弹道进行仿真分析,仿真结果表明加速度测量误差小于180 mg.设计了加速度测量装置,进行了马歇特冲击锤抗过载实验,过载试验表明测量装置可承受15000 g的发射过载,具有过载生存和过载工作的能力.     

科研成果简介

主要内容:传感器是应变式复合结构双量程测力传感器,有高、低两个量程,每一个量程都是从零开始,都是双输出,可进行方向相反(压-拉)、量程不等的力值测量,并能提高低量程区段反向拉力输出信号的幅度,从而提高其灵敏度和测量精度。技术指标:1.测力范围:高量程(压缩力)0～180kN;低量程(拉伸力)0～40kN。2.灵敏度:1.5～2.8mV/V     

±16g三质量块三轴MEMS电容式加速度计的设计

微电子机械系统(MEMS)惯性传感器(如加速计、陀螺仪)具有高性能、低功耗、低成本、集成度高、可靠性高、体积小等特点。但MEMS传感器交叉串扰仍较大，影响了加速度的测量。该文设计了一个量程为±16 g的三质量块三轴MEMS电容式加速度计结构，通过对所设计的结构进行静力学分析和模态分析，保证加速度计良好的抗过载能力。仿真结果表明，该结构实现了模态分离避免了模态干扰，且交叉灵敏度均小于0.3%，有效地降低了交叉串扰。     

一种新型应变式加速度计的研制

本文所介绍的新型应变式加速度计,是根据中间弹道段上弹丸飞行姿态测试要求所设计的。根据传统的应变式加速度计的原理,通过传感器的结构设计,主要弹性元件的几何尺寸设计,限位器的结构形状设计,来防止传感器的弹性元件在高速旋转的使用条件下发生扭转以及防止在膛内高g值冲击使用条件下发生坏损。实验表明,此加速度计具有抗高过载能力和适应低量程的灵敏度,而且结构简单,成本低廉。     

一种新型悬臂梁式光纤光栅加速度传感器

建立了加速度传感器力学模型,设计了一个新型光纤加速度传感器;采用三维建模软件进行建模,并推导固有频率计算公式进行理论计算,采用ANSYS软件对板簧进行模态分析,对加速度传感器进行动态测试。实验结果表明,所设计传感器结构的固有频率可达到95Hz,灵敏度达到300pm/g,能扩大其工程应用的范围。