微机械压阻式冲击加速度传感器研究

来源 :中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所) | 被引量 : 11次 | 上传用户:tanner007
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随着科技的发展,加速度传感器在工业应用中越來越得到广泛应用,比如设备的振动检测。传统的传感器往往很难满足上述要求,而微电子和微机械加工紧密结合的MEMS加速度传感器已经显示出了巨大的生命力。本论文主要针对微机械压阻式冲击加速度传感器,进行了设计,工艺制作,封装和测试。 论文论述了固有频率和阻尼对传感器动态特性的影响,进一步介绍了微机械传感器中常用的阻尼模型,这些为传感器的设计打下了良好的理论基础。针对已开发的加速度传感器中存在的问题,设计了双质量块板结构加速度传感器,对该结构进行了优化设计(灵敏度,频率和阻尼),而且实验证明了同一版图可以用于加工不同量程加速度传感器。 在传感器的制备中,两种不同量程的器件(1#传感器:满量程3000g,2#传感器,满量程100000g)都一次投片得到实验样品,表现出较好的工艺可控性。 论文对两种传感器分别进行了动态测试。得到1#传感器在5V供电的情况下,灵敏度为48μV/g,谐振频率33kHz.2#传感器灵敏度为1.4μV/g,谐振频率220kHz.另外,对1#传感器进行了静态测试和稳定性测试。并从封装应力和温度系数两方面对传感器的稳定性现象进行了论述。论文从应力波角度解释了决定输出脉宽的因素,从振动力学角度分析了不同安裝条件对传感器响应的影响。从而得到只有当传感器的固有频率足够高,并且安装频率远大于输入频率时,传感器才能真实反映输入信号。
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