加速度傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)以及芯片的微加工
發(fā)布時(shí)間：
2023-08-28
傳感器作為故障信息監(jiān)測(cè)與診斷的數(shù)據(jù)來(lái)源,其對(duì)工程裝備工作參數(shù)的拾取精度直接決定了后續(xù)故障診斷的準(zhǔn)確度,是機(jī)械故障信息監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵器件。
傳感器作為故障信息監(jiān)測(cè)與診斷的數(shù)據(jù)來(lái)源,其對(duì)工程裝備工作參數(shù)的拾取精度直接決定了后續(xù)故障診斷的準(zhǔn)確度,是機(jī)械故障信息監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵器件。隨著無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用以及制造裝備智能化發(fā)展的趨勢(shì),當(dāng)前所用的壓電式加速度傳感器由于成本、體積等方面的原因逐漸不能滿足工業(yè)實(shí)際需求;因此,將具有微型化與可大規(guī)模生產(chǎn)等潛力的MEMS傳感器應(yīng)用于機(jī)械故障信息監(jiān)測(cè)中,可為制造裝備集成化、智能化發(fā)展提供必要的器件支持。綜合各類傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)以及機(jī)械制造裝備故障檢測(cè)對(duì)測(cè)振傳感器的性能需求，本文以3種不同結(jié)構(gòu)的壓阻式MEMS加速度傳感器為對(duì)象,介紹了微型測(cè)振加速度傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)以及微加工工藝，針對(duì)傳感器固有頻率與測(cè)量靈敏度之間的制約關(guān)系,提出“小變形-大應(yīng)力”的敏感結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,并根據(jù)所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與微加工工藝能力制定傳感器芯片制作流程。加速度傳感器工作原理壓阻式傳感器利用材料的壓阻效應(yīng)將物理量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)測(cè)量。目前,壓阻式加速度傳感器多采用如圖1所示的“梁-質(zhì)量塊”結(jié)構(gòu),主要包括質(zhì)量塊、支撐梁和壓敏電阻3個(gè)基本元件。
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