單片集成電容式三軸加速度計的設計與仿真.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的設計方案,其中檢測單元水平面（X、Y軸向）采用對稱等高式梳齒設計，豎直面（Z軸向）采用不對稱梳齒設計，可以實現(xiàn)單片集成化的設計要求。并對此設計方案進行了微結構設計、模擬仿真分析等方面的工作。
　　利用有限元分析軟件ANSYS對設計的結構進行靜態(tài)力分析、模態(tài)分析和諧響應分析。通過靜態(tài)分析得到本文所設計的三軸微加速度計微結構的整體尺寸為幾個立方毫米，遠小于傳統(tǒng)的機械慣性器件

2、，適用于消費電子領域。檢測三軸向的機械靈敏度達到單軸水平?？惯^載分析中，結構體在抗過載加速度條件下，最大應力出現(xiàn)在豎直軸向彈性梁處，小于斷裂極限值，滿足抗過載要求。另外結構設計中加入限位止擋結構，可以有效避免發(fā)生梳齒碰撞的現(xiàn)象。加速度計在通常工作帶寬下，三個檢測軸向結構體引入的機械熱噪聲，符合設計標準。
　　由于在結構設計中基本采用對稱形式，因此利用有限元分析軟件ANSYS對設計的結構進行模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)前三階模態(tài)未發(fā)生偏轉，為加速