復(fù)合量程微加速度計(jì)動(dòng)態(tài)特性分析

1 引言
隨著硅微機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，基于壓阻原理的微加速度計(jì)已成為商品。由于硅的機(jī)械性能優(yōu)良，這些微加速度計(jì)往往具有較高的抗過載能力。然而，有些物理過程存在相差上百倍的多個(gè)加速度值需要測(cè)量，需要測(cè)試的過載值從幾g到上萬g，若在整個(gè)過程采用高g 值加速度計(jì)進(jìn)行測(cè)量和控制，它對(duì)低g值信號(hào)不敏感；若采用低量程加速度計(jì)，則不能精確測(cè)量高過載信號(hào)；若采用2個(gè)加速度計(jì)進(jìn)行測(cè)量控制，由于安裝位置的不同，使其測(cè)得的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生位置誤差，而且2個(gè)傳感器都存在安裝誤差。因此抗高過載復(fù)合量程加速度計(jì)更適合現(xiàn)代發(fā)展的需求。

2 設(shè)計(jì)原理
不同量程的加速度計(jì)構(gòu)成的傳感器陣列，可在不同工作環(huán)境下滿足相應(yīng)測(cè)試和控制要求，并實(shí)現(xiàn)多參數(shù)測(cè)量和多功能控制。這里分析一種具有4個(gè)量程(10 g、100 g、500g、10000 g)的復(fù)合量程微加速度計(jì)。綜合考慮加速度計(jì)的靈敏度和固有頻率等問題，通過ANSYS仿真加速度計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)，得到復(fù)合量程加速度計(jì)是梁寬分別為 80μm、100μm、190μm、500μm的雙端4梁結(jié)構(gòu)。復(fù)合量程加速度計(jì)陣列結(jié)構(gòu)如圖1所示。