提高MEMS共振加速器的灵敏度,通过优化微变器和共振器的形状
Longqi Ran1, Wensheng Zhao2, Ting Li1
1School of Mechanical and Electrical Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 13, 2025
概括
微杆和共振器的形状优化显著提高了MEMS共振加速仪的灵敏度. 这种方法达到480.2Hz/g的高灵敏度,提高了惯性传感应用的精度.
科学领域:
- 微电机系统 (MEMS) 是指微电机系统.
- 机械工程 机械工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 高频灵敏度对于MEMS共振加速度计的准确性至关重要.
- 目前的设计面临着灵敏度和质量证明集成的局限性.
研究的目的:
- 通过形状优化来提高MEMS共振加速计的灵敏度.
- 为了提高高频外部加速检测的准确性.
主要方法:
- 考虑各种几何参数的微杆的形状优化模型.
- 双目标函数形状优化用于调叉共振器光束.
- 在两个优化中,用于全球最佳解决方案搜索的遗传算法.
主要成果:
- 微杆优化实现了286.9Hz/g的灵敏度,并采用了梯形臂形.
- 响应器优化提高了轴向惯力灵敏度,达到1338.5 Hz/mN.
- 集成优化组件产生了480.2Hz/g的灵敏度,超过了之前的研究.
结论:
- 形状优化是提高MEMS共振加速仪性能的一种有效策略.
- 优化的设计提供了卓越的灵敏度和改进的防弹性质量容纳.
- 这一进步对下一代惯性传感系统具有重大潜力.


