基于MEMS硅微加速度传感器的设计方案

　　硅微加速度传感器是MEMS器件中的一个重要分支，具有十分广阔的应用前景。由于硅微加速度传感器具有响应快、灵敏度高、精度高、易于小型化等优点，而且 该种传感器在强辐射作用下能正常工作，使其近年来发展迅速。与国外相比，国内对硅微传感器的研究起步较晚，所做的工作主要集中在硅微加速度传感器的加工制 造和理论研究。文中以双端固支式硅微加速度传感器为研究对象，借助Aasys软件对其性能进行仿真分析，从而选出性能优良的结构形式。

　　1 传感器结构及工作原理

　　压阻式加速度传感器是最早开发的硅微加速度传感器，弹性元件的结构形式一般均采用微机械加工技术形成硅梁外加质量块的形式，利用压阻效应来检测加速度。在 双端固支梁结构中，质量块像活塞一样上下运动，该结构形式的传感器示意图，如图1所示。

　　2 压阻式加速度传感器

　　压阻式加速度传感器是最早开发的硅微型加速度传感器，也是当前使用较多的一种。20世纪80年代初，美国斯坦福大学的Roylance和Angell发表 了第一篇介绍硅微型加速度传感器的文章后，全硅传感器开始问世。随着对硅微型加速度计原理研究的深入以及工艺实现的多样性，硅微型加速度传感器的种类日益 繁多，各种应用于不同场合下的硅微型加速度计层出不穷，对硅微型加速度计的研究也越来越受到人们的重视。

　　压阻式加速度传感器体积小、频率范围宽、测量加速度的范围宽，直接输出电压信号，不需要复杂的电路接口，大批量生产时价格低廉，可重复生产性好，可直接测 量连续的加速度和稳态加速度，但对温度的漂移较大，对安装和其它应力也较敏感，它不具备某些低gn值测量时所需的准确度。