[发明专利]基于边缘效应的带自我标定的电容式微惯性传感器

摘要

本发明涉及一种基于边缘效应的含自我标定功能的微惯性传感器。现有的带自我标定功能的传感器标定范围小。本发明中敏感器质量块为刻蚀有栅条形井的矩形硅片，四对应端通过硅支撑梁与锚点连接，四对应端分别设置有数量相同、位置对应的矩形硅条。敏感器质量块连接的梳型硅条与固定检测硅条，以及栅形电极和衬底表面的栅形铝电极组成检测电容。当在质量块敏感方向上加载加速度信号时，敏感器质量块上硅条组切割衬底边缘电场的电场线，从而衬底边缘电容发生变化，通过检测微惯性传感器的电容变化最终来检测所加载的加速度的大小。本发明增大了振子质量，减少了吸合现象，减小了布朗噪声；增大了检测电容，减小了压膜空气阻尼。

主权项

 基于边缘效应的带自我标定的电容式微惯性传感器，包括玻璃衬底、敏感器质量块和固定检测硅条，其特征在于：敏感器质量块上设置有两组用于X方向敏感检测的栅形硅条组和两组用于Y方向敏感检测的栅形硅条组，用于X方向敏感检测的硅条组和用于Y方向敏感检测的硅条组成田字形交错排列；敏感器质量块的四对应端通过敏感器U型硅支撑梁与敏感器锚点连接，敏感器锚点固定设置在玻璃衬底上；玻璃衬底上设置有四组差分检测模块，分别为两个X方向的检测模块和两个Y方向的检测模块，所述的检测模块为玻璃衬底上的薄铝电极，薄铝电极厚度远小于铝电极之间的间距；敏感器质量块上的两组用于X方向敏感检测的栅形硅条组在玻璃衬底上设置的两组X方向检测铝电极的正上方，且数量相同、位置对应，构成两组X方向差分检测电容；差分检测电容的两组铝电极组和栅形硅条组上下对称，铝电极的宽度略大于对应硅条，铝电极与硅条靠近中心一侧处于同一垂直平面；敏感器质量块上的两组用于Y方向敏感检测的栅形硅条组在玻璃衬底上设置的两组Y方向检测铝电极的正上方，且数量相同、位置对应，构成两组Y方向差分检测电容，差分检测电容的两组铝电极组和栅形硅条组上下对称，铝电极的宽度略大于对应硅条，铝电极与硅条靠近中心一侧处于同一垂直平面；八个梳齿状的固定检测硅条固定设置在玻璃衬底上，固定检测硅条由梳齿条及连接梳齿条的矩形硅条组成，每个固定检测硅条的梳齿条与敏感器质量块连接的梳齿状硅条组上的梳齿条位置对应，固定检测硅条的梳齿条与梳齿状硅条组上的梳齿条形成检测电容；八个固定检测梳齿条通过玻璃衬底上的引线与外部连接锚点连接；玻璃衬底表面对应四个敏感器锚点位置设置有四个敏感器质量块锚点，敏感器质量块焊点与敏感器锚点连接；玻璃衬底表面对应敏感器质量块设置有栅形铝电极。