單片集成電容式三軸加速度計(jì)的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、本論文提出了一種基于SOI工藝的新型三框架電容式三軸加速度計(jì)的設(shè)計(jì)方案,其中檢測(cè)單元水平面（X、Y軸向）采用對(duì)稱(chēng)等高式梳齒設(shè)計(jì)，豎直面（Z軸向）采用不對(duì)稱(chēng)梳齒設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)單片集成化的設(shè)計(jì)要求。并對(duì)此設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模擬仿真分析等方面的工作。
　　利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)力分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。通過(guò)靜態(tài)分析得到本文所設(shè)計(jì)的三軸微加速度計(jì)微結(jié)構(gòu)的整體尺寸為幾個(gè)立方毫米，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的機(jī)械慣性器件

2、，適用于消費(fèi)電子領(lǐng)域。檢測(cè)三軸向的機(jī)械靈敏度達(dá)到單軸水平?？惯^(guò)載分析中，結(jié)構(gòu)體在抗過(guò)載加速度條件下，最大應(yīng)力出現(xiàn)在豎直軸向彈性梁處，小于斷裂極限值，滿(mǎn)足抗過(guò)載要求。另外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加入限位止擋結(jié)構(gòu)，可以有效避免發(fā)生梳齒碰撞的現(xiàn)象。加速度計(jì)在通常工作帶寬下，三個(gè)檢測(cè)軸向結(jié)構(gòu)體引入的機(jī)械熱噪聲，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
　　由于在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基本采用對(duì)稱(chēng)形式，因此利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)前三階模態(tài)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，為加速