单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，包括下层玻璃基底、引线层、键合层和上层硅结构层，底层为玻璃基底，在玻璃基底的上表面溅射金属作为引线层，在玻璃基底和引线层上设有键合层，通过键合层把硅结构层悬置于玻璃基底之上；整个上层硅结构层的可动结构由唯一的锚点支撑；上层硅结构层包括固定支撑框架和四个上层硅微机械子结构，上层硅微机械子结构按逆时针方向依次排列；其中，第一和第三、第二和第四上层硅微机械子结构分别形成一组加速度测量模块。本发明不仅可以有效抑制基底材料和硅材料的材料属性不匹配所带来的影响，而且可以消除键合时产生的残余应力以及环境变化时的热应力以及实现两正交方向之间的解耦。
【专利说明】
单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计
技术领域
[0001]本发明涉及微机电系统(MEMS)和微惯性测量技术领域，具体是一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计。
【背景技术】
[0002]20世纪80年代以来，微机电系统和微型制造技术的发展推动了微惯性技术和微惯性仪表的发展，导致了新一代加速度计和陀螺仪的产生。微惯性仪表大都通过半导体加工工艺制作，体积小、质量轻、功耗低。采用硅作为加工材料，并使用与微电子集成电路制造工艺兼容的加工工艺，可以将硅微惯性器件的敏感表头与信号处理电路集成在一个芯片上，从而实现批量生产，降低成本。与传统惯性仪表相比，微惯性器件还有可靠性高，测量范围大的特点。微惯性器件的这些特点使得它具有更宽广的应用范围，不仅可以用在汽车工程、移动通信、大地测量、地质勘探、微型卫星、运动器材等民用领域，还可以应用在军事领域上，包括制导炸弹、无人驾驶机智能炸弹等。
[0003]硅微谐振式加速度计是一种典型的微机械惯性器件，其工作原理是:振梁在受到轴向外力作用时谐振频率发生变化，通过检测振梁谐振频率的变化量来获取输入的加速度大小。硅微谐振式加速度计输出频率信号，是一种准数字信号，不易受到环境噪声的干扰，且具有很高的稳定性，信号不需要经过A/D转换，直接进入数字系统，传输过程中不易出现失真。因此，这种传感器易于实现高精度测量，属于高性能器件，同时它又具有一般硅微惯性器件的诸多特点，使其成为新一代高精度微机械加速度计的发展方向之一。
[0004]目前，现有的双轴硅微谐振式加速度计一般由谐振器和质量块和玻璃基底组成，四个谐振器尺寸完全相同，可动结构由多个锚点支撑，但是由于在加工过程中不可能使得谐振器加工的完全对称，所以材料属性不匹配和环境温度对器件的影响就凸现出来了。硅微谐振式加速度计在加工中广泛应用锚点键合，在锚点键合时，环境温度要控制在400°C，结构层材料(硅)和基底材料(玻璃)被加热到400 °C左右，由于硅跟玻璃的热膨胀系数和热传导系数的差异，在有多个锚点时，任意两个锚点之间硅与玻璃之间材料属性的不匹配，就会导致娃材料不能自由地热胀冷缩，当结构键合后被冷却至室温时，就会产生较大的残余应力，残余应力会通过影响谐振器的力学特性而影响谐振频率的稳定性;此外，在使用环境中，当温度变化时，由于材料属性的不匹配，多锚点式硅微谐振式加速度计也会产生热应力，导致谐振频率的漂移，使谐振器有很高的温度敏感性，也会引起谐振器频率和品质因数的变化。因此，抑制谐振器温度敏感性才能实现较高的偏置稳定性。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种单锚点支撑式双轴娃微谐振式加速度计。
[0006]技术方案:为解决上述技术问题，本发明的一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，包括下层玻璃基底、引线层、键合层和上层硅结构层，底层为玻璃基底，在玻璃基底的上表面溅射金属作为引线层，在玻璃基底和引线层上设有键合层，通过键合层把硅结构层悬置于玻璃基底之上；整个上层硅结构层的可动结构由唯一的锚点支撑;上层硅微机械结构包括固定支撑框架和四个上层硅微机械子结构，四个上层硅微机械子结构分别为第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构，第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构按逆时针方向依次排列;其中，第一、第三上层硅微机械子结构形成的差分结构构成第一组加速度测量模块，第二、第四上层硅微机械子结构形成的差分结构构成第二组加速度测量模块，且所述第一组加速度测量模块测量的加速度与第二组加速度测量模块测量的加速度相互垂直。
[0007]其中，结构层的可动结构仅由唯一的锚点支撑，可动结构的唯一锚点位于上层硅微机械结构层的中心位置，固定支撑框架与可动结构的唯一锚点相连，且关于结构层中心旋转对称分布。
[0008]固定支撑框架呈“田”字形排列，可动结构的唯一锚点位于固定支撑框架的中心位置。
[0009]其中，第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构关于结构中心旋转对称;第一、第三上层硅微机械子结构沿竖直方向排列；第二、第四上层硅微机械子结构沿水平方向排列。
[0010]其中，上层硅微机械子结构包括质量块、质量块支撑梁、一级杠杆放大机构以及谐振器子结构；质量块通过质量块支撑梁与固定支撑框架相连接，所述一级杠杆放大机构和谐振器子结构设置于质量块端部。
[0011 ]其中，各质量块为长方形块状结构，且质量块支撑梁分为两组，其中一组质量块支撑梁安装在质量块的一侧，而另一组安装在质量块的另一侧，且该两组质量块支撑梁关于质量块水平中心轴对称。
[0012]其中，一级杠杆放大机构包括输入梁、杠杆臂、支点梁、输出梁，其中，支点梁和输出梁分别设置在杠杆臂的同一端，而杠杆臂的另一端设置输入梁，且所述输入梁与输出梁分别位于杠杆臂的两侧，同时所述支点梁处于输入梁与输出梁之间，所述支点梁与固定支撑框架相连;两个一级杠杆放大机构分别通过输入梁与质量块连接，两个一级杠杆放大机构位于同一条直线上且两个一级杠杆放大机构对称设置，而输出梁与音叉谐振器的第一连接块相连；
[0013]其中，谐振器子结构包括谐振器端部、谐振器第一连接块、谐振器第二连接块、驱动固定梳齿、驱动电极、检测固定梳齿、检测电极、可动梳齿、梳齿架以及两个谐振梁;两根谐振梁平行排列，且两个谐振梁的一端通过第一连接块的一端连接在一起，而第一连接块的另一端连接到谐振器端部，谐振器端部的另一端与两个一级杠杆放大机构的输出梁上，同时两个谐振梁的另一端通过第二连接块的一端连接在一起，而第二连接块的另一端与固定支撑框架相接;所述两根谐振梁相对的外侧均设置有梳齿架，而可动梳齿附加在梳齿架上，检测固定梳齿附加在检测电极上，驱动固定梳齿附加在驱动电极上，且可动梳齿分别与驱动固定梳齿、检测固定梳齿形成电容器。
[0014]其中，质量块支撑梁采用折叠梁形式，一端与质量块相接，另一端与固定支撑框架相接;且所述质量块支撑梁的形变方向与谐振梁振动方向相垂直。
[0015]本发明的原理为，硅结构层由完全分离的四部分结构组成，结构层的所有可动结构通过固定支撑框架连接到可动结构唯一的锚点上，使得可动结构可以自由地收缩与膨胀，从而有效抑制了材料属性不匹配所带来的影响，消除了键合时产生的残余应力以及环境变化时的热应力。四部分结构形成两组差分结构，其中左上、右下一组结构测量Y方向加速度，即第一上层硅微机械子结构与第三上层硅微机械子结构，且第一上层硅微机械子结构与第三上层娃微机械子结构关于上层娃微机械结构中心点完全对称；左下、右上一组结构测量X方向加速度，即第二上层硅微机械子结构与第四上层硅微机械子结构，且第二上层娃微机械子结构与第四上层娃微机械子结构关于上层娃微机械结构中心点完全对称。四部分结构完全分离，两正交方向加速度的测量互不干扰，实现了两正交方向上的完全解耦;每组差分结构中的两个质量块完全分离，从而隔断两个谐振器通过质量块发生相互作用的通道，消除了两个谐振器之间的耦合;每部分结构都包括质量块、一级杠杆放大机构、谐振器、质量块支撑梁;每部分结构中质量块通过四根质量块支撑梁与固定支撑框架相连;谐振器位于质量块的端部，一端连接在杠杆机构的输出梁上，另一端与固定支撑框架相接;两个一级杠杆放大机构，其中杠杆机构的输出梁和支点梁位于杠杆臂的内侧，输入梁位于杠杆臂的外侧。
[0016]当有加速度输入时，质量块把加速度转化成惯性力，被杠杆机构放大的惯性力施加在谐振器上，导致差分谐振器中的一个谐振器谐振频率增加，另一个谐振器谐振频率减小，通过测量两个谐振器的谐振频率差就可以得到输入加速度大小。两个谐振器尺寸完全相同，且差分布置，可有效抑制共模误差。
[0017]有益效果:本发明的一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，相比现有技术，具有以下有益效果:
[0018](I)整个结构层的可动结构只由唯一的锚点通过键合层与基底层相连，锚点位于结构层的正中间，与固定支撑框架相连，固定支撑框架与可动结构的唯一锚点相连，使得可动结构可以自由地收缩与膨胀，从而有效抑制了材料属性不匹配所带来的影响，消除了键合时产生的残余应力以及环境变化时的热应力。
[0019](2)消除结构层和基底层材料属性不匹配带来的影响是通过可动结构仅设有唯一的锚点、结构层各部分通过固定在此锚点的固定支撑框架上来实现的。
[0020](3)测量X方向加速度的两部分结构完全相同，第二上层硅微机械子结构与第四上层硅微机械子结构关于上层硅微机械结构中心点完全对称，构成差分形式，对温度等因素引起的响应具有一致性，有利于消除共模误差。测量X方向加速度的两部分结构完全隔离，隔断了上下谐振器相互作用的通道，从而消除差分谐振器之间的耦合作用。
[0021](4)测量Y方向加速度的两部分结构完全相同，第一上层硅微机械子结构与第三上层硅微机械子结构关于上层硅微机械结构中心点完全对称，构成差分形式，对温度等因素引起的响应具有一致性，有利于消除共模误差。测量Y方向加速度的两部分结构完全隔离，隔断了上下谐振器相互作用的通道，从而消除差分谐振器之间的耦合作用。
[0022]综上所述，本发明提出的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，不仅可以有效抑制基底材料和硅材料的材料属性不匹配所带来的影响，而且可以消除键合时产生的残余应力以及环境变化时的热应力以及实现两正交方向之间的解耦。
【附图说明】
[0023]图1为本发明结构不意图；
[0024]图2为本发明的谐振器结构示意图。
[0025]图中，la、lb、lc、ld分别为左上、左下、右下、右上质量块，2a、2b、2c、2d分别为左上、左下、右下、右上谐振器，3&1、3&2、3131、3&2、3(31、302、3(11、3(12均为一级杠杆放大机构，4&1、4&2、4131、仙2、4。1、4。2、4(11、4(12均为杠杆臂，531、532、5131、5匕2、5。1、5。2、5(11、5(12均为输入梁，6&1、6&2、6131、6匕2、6。1、6。2、6(11、6(12均为支点梁，7&1、7&2、7131、7匕2、7。1、7。2、7(11、7(12均为输出梁，8&1、8&2、8&3、8&4、8131、8匕2、8匕3、8匕4、8。1、8。2、8。3、8。4、8(11、8(12、8(13、8(14均为质量块支撑梁，9&、％、9(3、9(1、96、9匕98、911、9丨、9」、91^91、9111、911、90、9?、99、处、98、财、9u、9v、9w、9x均为固定支撑框架，10为可动结构的唯一销点，I Ia为谐振器第一连接块，12al、12a2为谐振梁，13a为检测电极，14a、15a为梳齿架，16a为驱动电极，17a为可动梳齿，18a为驱动固定梳齿，19a为检测固定梳齿，20a为谐振器端部，2 Ia为谐振器第二连接块。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0027]本发明的一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，如图1、图2所示，一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，包括下层玻璃基底、引线层、键合层和上层硅结构层，底层为玻璃基底，在玻璃基底的上表面溅射金属作为引线层，在玻璃基底和引线层上设有键合层，通过键合层把硅结构层悬置于玻璃基底之上;整个上层硅结构层的可动结构由唯一的锚点支撑;上层硅微机械结构包括固定支撑框架和四个上层硅微机械子结构，四个上层硅微机械子结构分别为第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构，第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构按逆时针方向依次排列，固定支撑框架呈“田”字形排列，可动结构的唯一锚点位于固定支撑框架的中心位置。
[0028]其中，第一、第三上层硅微机械子结构形成的差分结构构成第一组加速度测量模块，第二、第四上层硅微机械子结构形成的差分结构构成第二组加速度测量模块，且所述第一组加速度测量模块测量的加速度与第二组加速度测量模块测量的加速度相互垂直。第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构关于结构中心旋转对称;第一、第三上层硅微机械子结构沿竖直方向排列;第二、第四上层硅微机械子结构沿水平方向排列。
[0029]上层硅微机械子结构包括质量块(1&、113、1(3、1(1)、质量块支撑梁(8&1、8&2、8&3、8&4、8131、8匕2、8匕3、8匕4、8(31、802、803、8。4、8(11、8(12、8(13、8(14)、谐振器子结构(23、213、2。、2(1)以及一级杠杆放大机构(3&1、3&2、3131、3&2、3(31、302、3(11、3(12);所述质量块(13、113)通过质量块支撑梁(8&1、832、833、8&4;8131、8匕2、8匕3、8匕4)与固定支撑框架(93、913、9(3、9(1、96、9f、9g、9h、91、9j、9k、91、9m、9n)相连接，所述固定支撑框架(9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、91、9 j、9k、91、9m、9n)与可动结构的唯一锚点(1)相连接，所述谐振器子结构(2a、2b、2c、2d)设置于质量块(la、lb、3c、3d)端部，一端与一级杠杆放大机构(3al、3a2、3bl、3b2、3cl、302、3(11、3(12)相连，另一端与固定支撑框架(9(1、9」、9?、9￥)相连。
[0030]如图1所示，第一上层硅微机械子结构包括质量块la、质量块支撑梁(8al、8a2、8a3、8a4)、谐振器子结构2a、两个一级杠杆放大机构(3al、3a2);所述质量块I a通过质量块支撑梁(8a 1、8a2、8a3、8a4)与固定支撑框架(9f、9h、9h、9b)相连接，所述谐振器子结构2a设置于质量块Ia上端；
[0031]如图1所示，第二上层硅微机械子结构包括质量块lb、质量块支撑梁(8bl、8b2、8b3、8b4)、谐振器子结构2b、两个一级杠杆放大机构(3bl、3b2);所述质量块Ib通过质量块支撑梁(8b 1、8b2、8b3、8b4)与固定支撑框架(9g、91、9n、9n)相连接，所述谐振器子结构2b设置于质量块Ib左端；
[0032]如图1所示，第三上层硅微机械子结构包括质量块lc、质量块支撑梁(8cl、8c2、803、804)、谐振器子结构2(3、两个一级杠杆放大机构(3(:1、302);所述质量块Ic通过质量块支撑梁(8cl、8c2、8c3、8c4)与固定支撑框架(9m、9r、9t、9t)相连接，所述谐振器子结构2c设置于质量块Ic下端；
[0033]如图1所示，第四上层硅微机械子结构包括质量块ld、质量块支撑梁(8dl、8d2、8d3、8d4)、谐振器子结构2d、两个一级杠杆放大机构(3dl、3d2);所述质量块Id通过质量块支撑梁(8d 1、8d2、8d3、8d4)与固定支撑框架(9 s、9x、9a、9a)相连接，所述谐振器子结构2d设置于质量块Id右端；
[0034]由上述可知，本发明的第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构的结构均相同，只是其布置方向不一样。如图1所示，以上层硅微结构层所在平面平行建立坐标系平面，上层硅微结构层的水平轴为X轴，竖直轴为Y轴，
[0035]由于第一、第二、第三、第四硅微机械子结构的结构相同，因此，只需要对其中的一个结构进行说明即可，选择第一上层硅微机械子结构进行说明，所述质量块Ia为长方形块状结构，上层硅微机械子结构包括4个质量块支撑梁(8&1、8&2、8&8、8&4)，且通过质量块支撑梁(8&1、8&2、8&8、8&4)将质量块1&与固定支撑框架(91、幻、911、9&)相互连接，且每一个上层硅微机械子结构的所述质量块支撑梁(8al、8a2、8a8、8a4)分为两组，其中一组质量块支撑梁(8al、8a4)安装在质量块Ia的一侧，而另一组质量块支撑梁(8a2、8a3)安装在质量块Ia的另一侧，且该两组质量块支撑梁关于质量块水平中心轴对称。
[0036]第一机械子结构包括谐振子结构2a，图2为谐振器子结构的不意图，由于第一、第二上层硅微机械子结构的结构均相同，因此只需说明任意一个第一、第二上层硅微机械子结构的谐振器子结构即可，为便于说明，对第一上层硅微机械子结构的谐振器子结构2a进行说明，所述音叉谐振器包括谐振器端部20a、谐振器第一连接块11a、谐振器第二连接块21 a、驱动固定梳齿18a、驱动电极16a、检测固定梳齿19a、检测电极13a、可动梳齿17a、梳齿架(14a、15a)以及两个谐振梁(12al、12a2);两根谐振梁(12al、12a2)平行排列，且两个谐振梁(12al、12a2)的一端通过第一连接块I Ia的一端连接在一起，而第一连接块IIa的另一端连接到谐振器端部20a，谐振器端部20a的另一端与两个一级杠杆放大机构(3al、3a2)的输出梁(7al、7a2)上，同时两个谐振梁(I2al、12a2)的另一端通过第二连接块2Ia的一端连接在一起，而第二连接块21a的另一端与固定支撑框架91相接;所述两根谐振梁(12al、12a2)相对的外侧均设置有梳齿架(14a、15a)，而可动梳齿17a附加在梳齿架14a上，检测固定梳齿19a附加在检测电极13a上，驱动固定梳齿18a附加在驱动电极16a上，且可动梳齿17a分别与驱动固定梳齿18a、检测固定梳齿19a形成电容器。
[0037]梳齿架与谐振梁相连，其上附加的可动梳齿与固定梳齿形成多组电容器。当在驱动电极上施加交直流叠加的信号时，可动梳齿受到静电力作用，会带动谐振梁以固有频率振动。当有外加加速度时，通过质量块敏感加速度产生惯性力，并经杠杆机构放大，作用于谐振梁的轴向，谐振梁振动频率发生变化，可动梳齿和检测固定梳齿形成的电容器电容变化频率发生相应的变化，将此信号转化为电压的变化，通过检测电压的变化即可得到加速度的变化。
[0038]如图1所示，所述第一机械子结构还包括两个一级杠杆放大机构(3al、3a2)，由于两个一级杠杆放大机构(3al、3a2)的结构均相同，只是放置方向不同，因此只需说明任意一个即可，为便于说明，对一级杠杆放大机构3al进行说明。所述一级杠杆放大机构3al包括输入梁5al、杠杆臂4al、支点梁6al、输出梁7al，其中，支点梁6al和输出梁7al分别设置在杠杆臂4al的同一端，而杠杆臂4al的另一端设置输入梁5al，且所述输入梁5al与输出梁7al分别位于杠杆臂4al的两侧，同时所述支点梁6al处于输入梁5al与输出梁7al之间，所述支点梁6&1与固定支撑框架9￡相连;两个一级杠杆放大机构(331、332)分别通过输入梁(5&1、532)与质量块Ia连接，两个一级杠杆放大机构(3al、3a2)位于同一条直线上，且两个一级杠杆放大机构(3al、3a2)对称设置，而输出梁(7al、7a2)与音叉谐振器的端部20a相连；
[0039]质量块支撑梁(8&1、8&2、8&3、8&4)采用折叠梁形式，一端与质量块1&相接，另一端与固定支撑框架(9f、9h、9h、9b)相接;且所述质量块支撑梁(8al、8a2、8a3、8a4)的形变方向与谐振梁(12al、12a2)振动方向相垂直。
[0040]本发明工作原理:通过左上、右下质量块(la、Ic)把Y方向加速度载荷转换成惯性力，惯性力作用到一级杠杆放大机构的输入梁上，经过放大后作用到音叉谐振器上，两个谐振器一个受到拉力，另一个受到压力，谐振频率分别增大和减小，根据频差获得X方向加速度载荷的大小;通过左下、右上质量块(lb、ld)把X方向加速度载荷转换成惯性力，惯性力作用到一级杠杆放大机构的输入梁上，经过放大后作用到音叉谐振器上，两个谐振器一个受到拉力，另一个受到压力，谐振频率分别增大和减小，根据频差获得Y方向加速度载荷的大小。
[0041]由上述可知，该加速度计由可动结构的唯一锚点10通过键合层把上层硅微结构悬置于玻璃基底的上部，可以实现结构层自由的收缩与膨胀，不仅可以有效抑制基底材料和硅材料的材料属性不匹配所带来的影响，而且可以消除键合时产生的残余应力以及环境变化时的热应力。同时，四部分完全分离的子结构组成，互不影响，两两形成差分结构，能够实现完全解耦。左上、右下两部分形成差分结构，测量Y方向输入加速度；左下、右上两部分形成差分结构，测量X方向输入加速度。
[0042]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:包括下层玻璃基底、引线层、键合层和上层硅结构层，底层为玻璃基底，在玻璃基底的上表面溅射金属作为引线层，在玻璃基底和引线层上设有键合层，通过键合层把硅结构层悬置于玻璃基底之上;整个上层硅结构层的可动结构由唯一的锚点支撑;上层硅微机械结构包括固定支撑框架和四个上层硅微机械子结构，四个上层硅微机械子结构分别为第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构，第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构按逆时针方向依次排列;其中，第一、第三上层硅微机械子结构形成的差分结构构成第一组加速度测量模块，第二、第四上层硅微机械子结构形成的差分结构构成第二组加速度测量模块，且所述第一组加速度测量模块测量的加速度与第二组加速度测量模块测量的加速度相互垂直。2.根据权利要求1所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:其中，结构层的可动结构仅由唯一的锚点支撑，可动结构的唯一锚点位于上层硅微机械结构层的中心位置，固定支撑框架与可动结构的唯一锚点相连，且关于结构层中心旋转对称分布。3.根据权利要求2所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:固定支撑框架呈“田”字形排列，可动结构的唯一锚点位于固定支撑框架的中心位置。4.根据权利要求1所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:其中，第一、第二、第三、第四上层硅微机械子结构关于结构中心旋转对称;第一、第三上层硅微机械子结构沿竖直方向排列;第二、第四上层硅微机械子结构沿水平方向排列。5.根据权利要求4所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:其中，上层硅微机械子结构包括质量块、质量块支撑梁、一级杠杆放大机构以及谐振器子结构;质量块通过质量块支撑梁与固定支撑框架相连接，所述一级杠杆放大机构和谐振器子结构设置于质量块端部。6.根据权利要求5所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:其中，各质量块为长方形块状结构，且质量块支撑梁分为两组，其中一组质量块支撑梁安装在质量块的一侧，而另一组安装在质量块的另一侧，且该两组质量块支撑梁关于质量块水平中心轴对称。7.根据权利要求5所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:其中，一级杠杆放大机构包括输入梁、杠杆臂、支点梁、输出梁，其中，支点梁和输出梁分别设置在杠杆臂的同一端，而杠杆臂的另一端设置输入梁，且所述输入梁与输出梁分别位于杠杆臂的两侧，同时所述支点梁处于输入梁与输出梁之间，所述支点梁与固定支撑框架相连;两个一级杠杆放大机构分别通过输入梁与质量块连接，两个一级杠杆放大机构位于同一条直线上且两个一级杠杆放大机构对称设置，而输出梁与音叉谐振器的第一连接块相连。8.根据权利要求5所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:其中，谐振器子结构包括谐振器端部、谐振器第一连接块、谐振器第二连接块、驱动固定梳齿、驱动电极、检测固定梳齿、检测电极、可动梳齿、梳齿架以及两个谐振梁;两根谐振梁平行排列，且两个谐振梁的一端通过第一连接块的一端连接在一起，而第一连接块的另一端连接到谐振器端部，谐振器端部的另一端与两个一级杠杆放大机构的输出梁上，同时两个谐振梁的另一端通过第二连接块的一端连接在一起，而第二连接块的另一端与固定支撑框架相接;所述两根谐振梁相对的外侧均设置有梳齿架，而可动梳齿附加在梳齿架上，检测固定梳齿附加在检测电极上，驱动固定梳齿附加在驱动电极上，且可动梳齿分别与驱动固定梳齿、检测固定梳齿形成电容器。9.根据权利要求5所述的单锚点支撑式双轴硅微谐振式加速度计，其特征在于:其中，质量块支撑梁采用折叠梁形式，一端与质量块相接，另一端与固定支撑框架相接;且所述质量块支撑梁的形变方向与谐振梁振动方向相垂直。
【文档编号】G01P15/125GK105911309SQ201610473126
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】李宏生, 高阳, 黄丽斌
【申请人】东南大学