電容式單質(zhì)量三軸加速度計(jì)的研制.pdf_第1頁(yè)
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1、電容式加速度計(jì)廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空航天、汽車、通信等軍用民用領(lǐng)域,是當(dāng)前市場(chǎng)的主流和研究的熱點(diǎn)。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,單雙軸電容式加速度計(jì)已無(wú)法滿足使用的需求,三軸電容式加速度計(jì)集成成為重要的發(fā)展方向之一。本課題旨在研制一種基于單一敏感質(zhì)量的三軸電容式加速度計(jì),重點(diǎn)從電容式單質(zhì)量三軸加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真優(yōu)化和工藝制作三方面入手,研究提高器件靈敏度、降低非線性度、減小布朗噪聲和交叉軸靈敏度的方法。
  本文首先針對(duì)平板電容的檢

2、測(cè)方法和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究,提出電容式單質(zhì)量三軸加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)模型,分析其工作原理和耦合情況?;诹W(xué)法和能量法,建立彈性梁的理論模型,推導(dǎo)梁在器件工作模態(tài)的剛度公式。針對(duì)檢測(cè)梳齒的工作原理進(jìn)行分析,建立其等效模型。根據(jù)以上模型,理論計(jì)算電容式單質(zhì)量三軸加速度計(jì)的各項(xiàng)性能參數(shù)。
  基于位移法和諧振頻率法,運(yùn)用有限元仿真軟件,模擬驗(yàn)證梁在工作模態(tài)下剛度公式的準(zhǔn)確性,并依此進(jìn)行優(yōu)化。模擬器件的工作模態(tài),分析其靈敏度和許用應(yīng)力情況。針對(duì)

3、工藝和使用過(guò)程中熱機(jī)械應(yīng)力對(duì)器件性能的影響進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證器件對(duì)應(yīng)力的敏感程度。
  介紹電容式單質(zhì)量三軸加速度計(jì)的引線層、中間連接層、結(jié)構(gòu)層和pad層的版圖繪制。采用基于表面硅工藝的多晶硅外延技術(shù)實(shí)現(xiàn)器件的加工制作。針對(duì)制作工藝對(duì)器件結(jié)構(gòu)性能的影響進(jìn)行分析,優(yōu)化工藝流程。
  建立電容式單質(zhì)量三軸加速度計(jì)的測(cè)試平臺(tái),對(duì)其性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試分析。通過(guò)對(duì)比分析測(cè)試值和理論值的差異性,驗(yàn)證理論設(shè)計(jì)的正確性,同時(shí)驗(yàn)證電容式單質(zhì)量三

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