基于MEMS的矢量水聽(tīng)器的研究.pdf

1、本文對(duì)基于MEMS的低頻小型同振式矢量水聽(tīng)器的設(shè)計(jì)方法、制作工藝進(jìn)行介紹。這種同振式矢量水聽(tīng)器采用低密度復(fù)合材料作為外殼、MEMS加速度傳感器作為內(nèi)部振動(dòng)傳感器，以拾取水下聲場(chǎng)中的矢量信息。與以往同振式矢量水聽(tīng)器不同的是由于采用了MEMS加速度傳感器，不僅減小了矢量水聽(tīng)器體積，同時(shí)也降低了整體密度。 本文采用ANSYS設(shè)計(jì)了小型化高性能的傳感器，對(duì)單懸臂梁和雙懸臂梁兩種結(jié)構(gòu)的硅微電容式加速度傳感器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并利用MEMS技

2、術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)分析了傳感器中空氣阻尼對(duì)傳感器本身頻響的影響，通過(guò)合理選擇傳感器可動(dòng)極板與固定極板間的距離，可以調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的阻尼。 根據(jù)仿真結(jié)果，設(shè)計(jì)了工作頻帶為0-1000Hz的雙懸臂梁結(jié)構(gòu)的硅微傳感器，利用MEMS加工工藝制作了樣品，并完成在空氣中的性能測(cè)試，傳感器靈敏度達(dá)到932mV/g。采用該傳感器作為振子時(shí)，矢量水聽(tīng)器振速通道靈敏度呵達(dá)到-190dB(0dB=1V/uPa，800Hz)，為進(jìn)一步研究基于MEMS的硅微同