引信用MEMS加速度传感器敏感元件的设计

根据引信环境信息探测的要求,设计了一种新型MEMS高g值压阻式加速度传感器敏感元件.通过ANSYS仿真对该结构进行了量程分析、抗过载分析、灵敏度分析及横向灵敏度分析,提供了一种新的阻尼设计方法.结合过载保护设计,较好地实现了结构阻尼控制与过载保护的融合.最后设计了一套可行的加工工艺.     

高gn值微加速度计的设计

设计了一种新型四梁压阻式MEMS高gn(gn=9.8m/s2)值加速度计,其量程为0~150 000gn,抗冲击200 000gn,横向灵敏度小于6%。根据设计指标及强度条件对结构参数进行了优化设计,并进行应力分析、抗冲击分析、横向效应分析以及灵敏度分析。同时,利用有限元分析软件,对模型进行了静态应力分析和模态分析,给出了具体的分析结果,并与理论值加以比较,从而使该高gn值加速度计的结构分析和设计更加合理。     

高g微加速度计的研究

针对侵彻过程中传感器过载失效的问题,提出了-种四边四梁结构的高g压阻加速度传感器.该结构采用硅玻键合技术控制质量块下底面到玻璃底盖的间距为5 μm,为系统提供空气阻尼使其处于最佳阻尼状态,同时玻璃底盖起到了过载保护作用,仿真分析表明该结构可承受200 000 g.的加速度载荷.最后对加工出的加速度计进行初步的测试,其灵敏度为4.5μV/g,线性度为3.1%.     

微型高过载加速度传感器的加工与测试

针对特殊场合的测试要求,设计了四端全固支的高过载梁岛结构加速度传感器,结构中采用在质量块背部氢氧化钾腐蚀的方法,减小质量块的质量,及其与梁中性面的相对距离,使梁岛式结构与平膜式结构的优点得到有效结合,结构加工工艺简单可行。利用霍普金森冲击校准装置进行冲击加速度动态特性校准,试验结果分析表明,被测微加速度传感器的灵敏度为0.71 µV/g,与理论值基本吻合。结构受到200 000g冲击后完好且输出信号正常,能有效地满足高冲击、强烈振动场合的特殊测试要求。