電容式微型加速度傳感器的建模仿真及優(yōu)化設計研究.pdf

1、MEMS的建模仿真對于縮短它的研制周期、降低成本、提高產(chǎn)品性能有著極為重要的意義。電容式微加速度傳感器是一種典型的MEMS產(chǎn)品，有關它的建模、仿真和優(yōu)化研究，對探索MEMS的建模仿真技術具有較大的參考價值。該文首先論述電容式微加速度傳感器的分類、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并對它的若干關鍵技術及研究方向加以探討。該文在分析電容式微加速度傳感器力學原理和測量電路原理的基礎上，對它的氣體阻尼及動態(tài)特性進行了研究。建立了電容極板間常壓下的壓膜氣體模型，并

2、引入氣體分子的滑移邊界條件對它進行了修正;還建立了敏感質(zhì)量塊-活動電極與襯底間滑膜氣體模型和稀薄氣體阻尼模型，在此基礎上提出了微結構氣體阻尼的優(yōu)化的策略。該文還在構造傳遞函數(shù)的基礎上，對這種傳感器的動態(tài)特性進行了機電一體化的仿真分析，并分析了系統(tǒng)參數(shù)對動態(tài)特性的影響，還探討了靜電力作用下系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，給出了系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)間。另外，該文還分析了微結構的結構參數(shù)對加速度計性能的影響，提出微結構優(yōu)化設計的一般策略，并探討了不同加工條件下的微