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时间:2020-03-25
《电容式微加速度计的刻度温漂的半解析模型.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第1期传感技术学报Vo1.29No.12016年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan.2016Semi—AnalyticalModelforScaleFactorThermalDriftofCapacitiveMicroaccelerometersHEJiangbo,XIEfin,HEXiaoping2,DULianming2,ZHOUWu(1.SchoolofMechanicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chen
2、gdu610031,China;2.InstituteofElectronicEngineering,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,MianyangSichuang621900,China;3.SchoolofMechatronicsEngineering,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu611731,China)Abstract:Forthescalefactorthermaldrift(SFTD)o
3、fcapacitivemicroaccelerometers,itssemi—analyticalmodelisestablishedbasedonthedetectionprincipleandthermaldeformationresuhsofmicroaccelerometers.Then。themainfactorsaffectingSFTDareanalyzed.TheresultsshowthatSFTDiscomposedoftwoparts.Thefirstpart,whichismainlydeter
4、minedbythetemperaturecoefficientofelasticmodulusofsilicon,canbereducedbyheavy—doping.Thesecondpartcausedbythethermaldeformationhasrelationshipwiththeelasticmodulusofadhesivesforpackaging,fingerwidth,theratiobetweenwidegapandnarrowgap,andthelocationoftheanchorfor
5、thefixedcombfingers.Thefirstpartandsecondpartarepositiveandnegativerespectively,SOtheycompensateeachother.BasedontheMEMSbulksiliconmicromachining,experimentalsamplesofmicroaccelerometersarefabricated.ThetestingresultsofSFTDverifythetheoreticalanalysisresultsofSF
6、TD.Keywords:capacitivemicroaccelerometers;scalefactorthermaldrift;semi—analyticalmodel;temperaturecoeffi—cientofelasticmodulus;packagingeffect;MEMSEEACC:7320E;7230doi:10.39690.issn.1004—1699.2016.01.009电容式微加速度计的刻度温漂的半解析模型何江波,谢进,何晓平,杜连明,周吴。(1.西南交通大学机械工程学院,成都61003
7、1;2.中国工程物理研究院电子工程研究所,四川绵阳621900;3.电子科技大学机械电子工程学院,成都611731)摘要:针对电容式微加速度计的刻度温漂,根据微加速度计的检测原理及热变形的分析结果,建立了刻度温漂的半解析模型,并在此基础上分析了刻度温漂的主要影响因素。分析结果表明,刻度温漂由两部分组成,第一部分主要由单晶硅的弹性模量的温度系数决定,可以通过高掺杂降低;第二部分由微加速度计的热变形引起,它的大小与封装胶的弹性模量、梳齿的宽度、大电容间隙与小电容间隙的比值以及固定梳齿锚点的位置相关;第一部分和第二部分分别是
8、正数和负数,因此相互补偿。基于MEMS体硅微加工工艺,制造了微加速度计的实验样品,刻度温漂的测量结果验证了理论分析结果的正确性。关键词:电容式微加速度计;刻度温漂;半解析模型;弹性模量的温度系数;封装效应;MEMS中图分类号:TH824.4文献标识码:A文章编号:1004-1699(2016)01-0045-06电容式微加速度计是
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