壓阻式加速度傳感器的設計與仿真.pdf

1、基于MEMS工藝的加速度傳感器是發(fā)展最早的MEMS傳感器之一，由于其具有質(zhì)量輕、響應快、體積小、功耗低等特點，被廣泛的應用于汽車電子、航空航天、軍事、醫(yī)療、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能手機等領域。而目前加速度傳感器的設計主要采用傳統(tǒng)的設計方法，即將器件設計和信號處理電路獨立設計分析，這種方法研發(fā)周期長，研制費用高，無法有效分析傳感器系統(tǒng)的完整性能。宏模型是傳感器器件級到系統(tǒng)級之間的接口，通過宏模型建立系統(tǒng)級仿真模型能實現(xiàn)復雜器件結構和信號處理

2、電路混合仿真，分析系統(tǒng)整體的行為和性能特性。研究MEMS加速度傳感器的宏模型提取技術對提高器件的設計效率和質(zhì)量，滿足日益增加的市場需求具有重要意義。
　　本文圍繞壓阻式加速度傳感器的設計，研究了壓阻式加速度傳感器的宏模型提取方法。通過對比分析多種經(jīng)典的壓阻式加速度傳感器懸臂梁結構，選擇了橫向效應小，靈敏度較高的雙端固支四梁結構的懸臂梁。采用靜態(tài)力學仿真分析了質(zhì)量塊-懸臂梁結構的應力云圖，確定了壓敏電阻分布，并用鋁導線連接成惠斯通全

3、橋電路。在此基礎上，對壓阻式加速度傳感器進行了結構設計、版圖設計和工藝流程設計，生成了傳感器的三維結構。
　　利用IntelliSuite軟件對所設計的壓阻式加速度傳感器進行了力學、電學、機電耦合仿真，分析了傳感器的懸臂梁參數(shù)對傳感器靈敏度、固有頻率、橫向效應的影響。根據(jù)仿真分析結果，并結合設計指標，設計了6種優(yōu)化結構，通過對比分析6種結構的性能參數(shù)，最終選擇了最優(yōu)化結構。
　　對該結構進行沖擊測試、模態(tài)分析、時域性能分析和