[实用新型]一种基于零位校正的微机械MEMS加速度计

说明书

本实用新型公开了一种基于零位校正的微机械MEMS加速度计，包括：基片，基片上设有氧化层，若干个锚点通过氧化层固定在基片上，氧化层上设有敏感器件层，敏感器件层包括：差动电容检测结构、加速度计闭环反馈电极结构、若干个悬臂梁、零位校正结构、敏感质量块、2个止挡结构、2个固定结构；通过对加速度计结构的设计可以校正结构由于加工误差、安装误差以及环境温度等变化带来的零位输出变化不一的问题，消除由于零位变化对器件稳定性、温度特性等性能造成的影响。

技术领域

本实用新型涉及微机械MEMS加速度计领域，具体地，涉及一种基于零位校正的微机械MEMS加速度计。

背景技术

微机械MEMS加速度计是一种测量加速度大小的器件或装置，其在工业控制、航空、航天、军事等高精度领域具有广泛的应用需求。然而，由于MEMS加速度计在生产过程中存在结构加工误差，使用过程中存在安装误差以及周围环境温度等变化，将造成器件零位输出变化不一，这不仅影响MEMS加速度计的批量生产，还将对器件的稳定性、温度特性等性能造成较大影响，综合精度不高，这将严重阻碍其在高精度领域的应用。因此，需要采取改进策略对MEMS加速度计零位输出进行校正。

实用新型内容

本实用新型提出了一种基于零位校正的MEMS加速度计，通过对加速度计结构的设计可以校正结构由于加工误差、安装误差以及环境温度等变化带来的零位输出变化不一的问题，消除由于零位变化对器件稳定性、温度特性等性能造成的影响。

为实现上述实用新型目的，本申请提供了一种基于零位校正的微机械MEMS加速度计，所述加速度计包括：

基片，基片上设有氧化层，若干个锚点通过氧化层固定在基片上，氧化层上设有敏感器件层，敏感器件层包括：差动电容检测结构、加速度计闭环反馈电极结构、若干个悬臂梁、零位校正结构、敏感质量块、2个止挡结构、2个固定结构；

差动电容检测结构与锚点和敏感质量块连接，用于对加速度信号引起的电容变化进行检测；加速度计闭环反馈电极结构与锚点和敏感质量块连接，用于对加速度信号引起的位移进行平衡，使敏感质量块保持在机械零位；

敏感质量块上设有若干个第一空腔，若干第一空腔关于敏感质量块的中心对称分布，每个第一空腔的中心分别设有一锚点，每个第一空腔内关于第一空腔的中心对称分布有2个悬臂梁，悬臂梁的一端与锚点连接，悬臂梁的另一端与敏感质量块连接；

敏感质量块中部设有第二空腔，零位校正结构位于第二空腔内，零位校正结构包括：上下零位校正电极、2个锚点，上零位校正电极与上锚点和敏感质量块连接，下零位校正电极与下锚点和敏感质量块连接，零位校正结构上半部分与下半部分关于零位校正结构中心对称，零位校正结构用于对敏感质量块进行零位校正；

2个止挡结构和2个固定结构分别关于敏感质量块的中心左右对称，固定结构与锚点连接，止挡结构一端与敏感质量块连接，固定结构用于对止挡结构另一端进行限位保护。

其中，本实用新型该加速度计的特点是：1、零位校正结构分为上、下两个模块，每个模块包括固定锚点、零位校正固定电极、零位校正可动电极，固定电极一端与锚点连接，可动电极一端与质量块连接，固定电极与两侧的可动电极间距相等，具有一定长度的重叠部分，两个模块关于加速度计结构原点中心对称分布；2、支撑梁为悬臂梁，共八根，位于可动质量块四角，每两根通过固定锚点连接在一起构成一组，四组梁关于结构原点中心对称分布，该设计可以很好地避免X轴向、Z轴向的干扰，防止结构塌陷，增强了结构抗振动能力；3、通过设计凹形防撞击结构，可以有效地增强结构的抗冲击能力；4、采用差动检测，闭环工作的方式，可增强加速度计信噪比，有效地限制了加速度计可动结构的位移，整体线性度好，测量精度高；5、整体结构设计紧凑，芯片尺寸小。