基于电容变化的原理来对加速度进行检测的MEMS陀螺仪电容式加速度计具有制作工艺简单、温度系数小、稳定性好、阻尼系数容易控制等优点,因而得到了广泛的应用。电容式加速度传感器的基本参数如固有频率,非线性度,分辨率、量程、稳定性等首先取决于其本身结构。因此,对其进行结构设计研究具有重要的理论意义及应用价值。
MEMS电容式加速度计结构的设计要综合考虑各项性能以达到最佳的整体性能。考虑硅材料的固有材料特性和MEMS加速度计的实际功能,在硅微结构的设计过程中,除了应满足具有较好的强度、易于加工和线性原则外,还应考虑一下一些原则:
(1)同向性原则:当硅微结构受到各方向冲击作用时,只有某一个或某几个方向最为敏感,其余方向则是迟钝的。同向性原则可以保证被传感信息的有效性和无干扰性。
(2)灵敏性设计原则:灵敏性设计是指在硅微结构空间中,微纳米量级的位移能反映加速度的变化。并能有效地用相关的电物理量(如电容量)测定出来。即有着较好的灵敏度。