简介：提出了一种高性能氮化铝（AlN）差分谐振式加速度计结构。通过引入两级微杠杆来放大质量块的惯性力,提高灵敏度;采用＂I＂形支撑梁来降低横向灵敏度;利用差频检测方案降低温度共模误差的影响。该加速度计主要由质量块、支撑梁、双级微杠杆和谐振器组成,并通过理论分析和有限元仿真优化了它们的结构参数。模态分析表明两个谐振器的基频大约为373.3kHz,与干扰模态的频率差大约为9.4kHz,有效地实现了模态隔离。根据灵敏度的仿真结果,AlN差分谐振式加速度计的灵敏度64.6Hz/g,线性度为0.787%,横向灵敏度为0.0033Hz/g。热仿真的结果表明单个谐振器的温度灵敏度约为490Hz/℃,加速度计输出差频的温度灵敏度为–0.83Hz/℃,证明了差频检测方案可以降低温度共模误差的影响。上述所有仿真结果验证了该加速度计结构设计的可行性。

简介：针对硅微振梁式加速度计输出频率随环境温度漂移的问题，提出了抗温漂的硅微结构设计方法及相关工艺，降低了环境温度对输出的影响，在室温条件即可达到一定精度。通过建立“硅-玻璃”和“玻璃-陶瓷”耦合模型，分析了造成硅微振梁式加速度计温度漂移的原因。然后提出了“抗温漂耦合设计”的微结构和“半粘结封装”的封装工艺，降低了耦合模型中的理论温漂。利用加工出的原理样机进行实验，结果显示，采用抗温漂结构设计及封装工艺的原理样机，输出频率的温漂系数为-3.5×10-6/℃，室温下零偏稳定性为72.0μg。实验验证了抗温漂理论的可行性，可以满足室温下高精度硅微振梁式加速度计的设计要求。