| 高性能氮化铝差分谐振式加速度计的结构设计 |
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| 引用本文： | 高杨,韩超,雷强.高性能氮化铝差分谐振式加速度计的结构设计[J].中国惯性技术学报,2018(1). |
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| 作者姓名： | 高杨 韩超 雷强 |
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| 作者单位： | 中国工程物理研究院电子工程研究所;中国科学院高能物理研究所核探测与核电子学国家重点实验室;西南科技大学信息工程学院 |
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| 摘 要： | 提出了一种高性能氮化铝(Al N)差分谐振式加速度计结构。通过引入两级微杠杆来放大质量块的惯性力,提高灵敏度;采用"I"形支撑梁来降低横向灵敏度;利用差频检测方案降低温度共模误差的影响。该加速度计主要由质量块、支撑梁、双级微杠杆和谐振器组成,并通过理论分析和有限元仿真优化了它们的结构参数。模态分析表明两个谐振器的基频大约为373.3 k Hz,与干扰模态的频率差大约为9.4 k Hz,有效地实现了模态隔离。根据灵敏度的仿真结果,Al N差分谐振式加速度计的灵敏度64.6 Hz/g,线性度为0.787%,横向灵敏度为0.0033 Hz/g。热仿真的结果表明单个谐振器的温度灵敏度约为490 Hz/℃,加速度计输出差频的温度灵敏度为–0.83 Hz/℃,证明了差频检测方案可以降低温度共模误差的影响。上述所有仿真结果验证了该加速度计结构设计的可行性。
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| 关 键 词： | 谐振式加速度计 氮化铝 微杠杆 支撑梁 差频检测 |
Structure design of high-performance aluminum nitride differential resonant accelerometer |
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