單片集成電容式三軸加速度計的設(shè)計與仿真.pdf

1、本論文提出了一種基于SOI工藝的新型三框架電容式三軸加速度計的設(shè)計方案,其中檢測單元水平面（X、Y軸向）采用對稱等高式梳齒設(shè)計，豎直面（Z軸向）采用不對稱梳齒設(shè)計，可以實現(xiàn)單片集成化的設(shè)計要求。并對此設(shè)計方案進行了微結(jié)構(gòu)設(shè)計、模擬仿真分析等方面的工作。
　　利用有限元分析軟件ANSYS對設(shè)計的結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)力分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。通過靜態(tài)分析得到本文所設(shè)計的三軸微加速度計微結(jié)構(gòu)的整體尺寸為幾個立方毫米，遠小于傳統(tǒng)的機械慣性器件

2、，適用于消費電子領(lǐng)域。檢測三軸向的機械靈敏度達到單軸水平?？惯^載分析中，結(jié)構(gòu)體在抗過載加速度條件下，最大應(yīng)力出現(xiàn)在豎直軸向彈性梁處，小于斷裂極限值，滿足抗過載要求。另外結(jié)構(gòu)設(shè)計中加入限位止擋結(jié)構(gòu)，可以有效避免發(fā)生梳齒碰撞的現(xiàn)象。加速度計在通常工作帶寬下，三個檢測軸向結(jié)構(gòu)體引入的機械熱噪聲，符合設(shè)計標準。
　　由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計中基本采用對稱形式，因此利用有限元分析軟件ANSYS對設(shè)計的結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)前三階模態(tài)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，為加速