三维压电加速度传感器的设计  

Design of a Triaxial Piezoelectric Accelerometer

作　　者：黄朋生[1] 任天令[1] 楼其伟[1] 刘建设[1] 刘理天[1] 

机构地区：[1]清华大学微电子研究所,北京100084

出　　处：《压电与声光》2003年第5期379-381,共3页Piezoelectrics & Acoustooptics

基　　金：国家"九七三"基金(G1999033105);清华大学"九八五"基金

摘　　要：设计了一种基于MEMS的单片三维压电薄膜加速度传感器,传感器采用单一质量块和四方梁的高度对称结构。对传感器结构进行理论分析和计算,研究了传感器设计中几个因素间的相互制约关系。用有限元软件ANSYS进行了不同加速度条件下传感器的静态和模态分析。模拟结果表明传感器能够同时独立测出X、Y、Z三个方向的加速度,其灵敏度分别为2.76×10^(-3)V·s^2/m、2.76×10^(-3)V·s^2/m、2.96×10^(-3)V·s^2/m,并且横向灵敏度几乎为零。A monolithic MEMS triaxial accelerometer based on lead zirconate titanate(PZT)thin films with highly symmetric quad-beams and a seismic mass has been designed and simulated. Theoretical and numerical models for the accelerometer have been presented. Static and modal simulations with FEM (Finite Element Method) simulator have been performed to analyze the mechanical response. It shows that the sensitivities of the three axes (X, Y, Z) are respectively 22.76×10-3V .s2/m,2. 76×10-3V. s2/m and 2.96×10-3V . s2/m, and there is almost no transverse sensitivity for the accelerometer.

关 键 词：三维加速度计 微传感器 压电薄膜 PZT MEMS 

分 类 号：TP212[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]