【摘 要】
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微机械加速度传感器是一种重要的惯性测量器件,具有体积小、重量轻、响应快、易于加工等优点,目前在国内外已有着广泛的应用,其中高g值加速度计在国防事业中有着非常重要的应
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微机械加速度传感器是一种重要的惯性测量器件,具有体积小、重量轻、响应快、易于加工等优点,目前在国内外已有着广泛的应用,其中高g值加速度计在国防事业中有着非常重要的应用价值,如硬性目标的侵彻、装甲的贯穿等。目前国内在高g值加速度计方面的研制与国外相比还存在着比较大的差异,并且国外对中国采取技术封锁,因此开发出具有抗高过载、高冲击能力的高g值加速度计对我国的国防建设有着非常重要的意义
本文提出了一种SOI硅片高g值压阻式加速度传感器。该加速度传感器利用SOI硅片的耐高温、低压、低功耗等优点,有效的提高了压阻式加速度传感器的使用环境；同时采用双U型梁压敏电阻,避免了在可动部件上布线,提高了结构的可靠性；利用刚度较大的主悬臂梁,使质量块在平板内震动,极大的提高了结构的谐振频率,同时进一步保证结构的可靠性。利用扇形质量块代替传统的矩形质量块,有效的增大了质量块的重心距离悬臂梁末端的距离,提高了结构的灵敏度。采用SOI硅基制备加速度计的另一个优点是,压敏电阻、参考电阻之间是用介质层(SiO2层)实现电隔离,而不是传统的PN结电隔离,从而提高了传感器测量的准确性。采用两两相对的单元布局方式,有效的消除结构的横向灵敏度,进一步提高了结构测量的精度。利用ANSYS软件模拟分析表明,设计的加速度计具有较高的灵敏度与谐振频率,具有较大的抗冲击能力。建立理论模型并利用ANSYS软件对结构进行模拟分析与验证。分析表明,加速度计在X轴向、Y轴向灵敏度分别为1.2μv／g、1.18μv／g；谐振频率分别为479KHz、475KHz。可实现对量程高达25万g加速度的测量
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