高灵敏度集成石英振动束加速度计的设计,制造和表征
Cun Li1, Hong Xue1, Yulong Zhao1
1State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, Shaanxi 710049, People's Republic of China.
The Review of scientific instruments
|March 27, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的石英振动束加速度计,使用双端调音叉来精确测量加速度. 设计尽量减少干扰和热应力,实现高稳定性和精度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 传统的加速度计在精度和稳定性方面存在局限性.
- 石英双端调叉 (DETF) 为高灵敏度传感应用提供了潜力.
研究的目的:
- 设计,制造和描述一个石英振动束加速度计.
- 开发一个隔离结构,减轻外部应力和热效应.
- 为了优化传感器尺寸以提高灵敏度.
主要方法:
- 使用金属弹质量和石英DETF用于准数字加速度测量.
- 雇员无应力切线电解电加工和秒激光制造.
- 集成微电子机械系统 (MEMS) 工艺用于DETF制造.
- 分析了振荡刺激和检测机制.
主要成果:
- 达到 157.28 Hz/g 的比例因子,稳定性为 16.54 ppm.
- 证明偏差稳定性为18μg和1g稳定性为7.84μg超过1小时.
- 通过原型表征验证传感器设计的可行性.
结论:
- 开发的石英振动束加速度计表现出卓越的性能特性.
- 创新的设计和制造方法为先进的惯性传感解决方案铺平了道路.
- 该传感器适用于需要高精度和稳定性的应用.
