[发明专利]一种基于各向异性磁电阻效应的单轴MEMS加速度计

说明书

本发明公开一种基于各向异性磁电阻效应的单轴MEMS加速度计，所述单轴MEMS加速度计包括：晶圆框体，所述晶圆框体的内部空间为封闭的框室；支撑梁，所述支撑梁设置于所述框室内，且所述支撑梁的一端连接在所述框室的横框内壁上；检验质量块，所述检验质量块设置在所述支撑梁的另一端；磁源，所述磁源设置在所述框室的竖框内壁上；AMR芯片，所述AMR芯片安装于所述检验质量块上，所述AMR芯片的中心与所述磁源的中心在同一水平线上，使得所述AMR芯片的磁敏感方向与所述磁源的磁矩方向相同，且所述检验质量块的位移方向与磁矩方向在同一条直线上，以保证AMR芯片只感受到单一方向的磁场。本发明单轴MEMS加速度计可提高加速度的测量精度和测量范围。

技术领域

本发明涉及加速度测量领域，特别是涉及一种基于各向异性磁电阻效应的单轴MEMS加速度计。

背景技术

加速度计是测量运载体线加速度的仪表，按照牛顿第二定律，加速度是物体位移随时间的二次导数，等于物体受到的合外力除以其质量。通过测量加速度可以知道物体偏离惯性运动的情况，一般的加速度计测量检验质量受到的非保守力，是惯性导航需要测量的主要物理量(另一物理量是陀螺仪测量的惯性指向)。在飞行控制系统中，加速度计是重要的动态特性校正元件，在惯性导航系统中，高精度的加速度计是最基本的敏感元件之一。在各类飞行器的飞行实验中，加速度计是研究飞行器颤振和疲劳寿命的重要工具，因此加速度计测量的精度也就尤为重要。

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统)加速度计是指利用微电子加工手段加工制作并与微电子测量线路集成在一起的加速度计，这种加速度计常用硅材料制作，故又名硅微型加速度计。硅微型加速度计的检验质量可以做到几个毫克，这也就提高了对MEMS加速度计测量精度及测量范围的要求，而如何提高MEMS加速度计的精度以及扩大测量范围成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于各向异性磁电阻效应的单轴MEMS加速度计，可提高加速度的测量精度和测量范围。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于各向异性磁电阻效应的单轴MEMS加速度计，所述单轴MEMS加速度计包括：

晶圆框体，所述晶圆框体的内部空间为封闭的框室；

支撑梁，所述支撑梁设置于所述框室内，且所述支撑梁的一端连接在所述框室的横框内壁上；

检验质量块，所述检验质量块设置在所述支撑梁的另一端；

磁源，所述磁源设置在所述框室的竖框内壁上；

各向异性磁电阻传感器芯片，所述各向异性磁电阻传感器芯片安装于所述检验质量块上，所述各向异性磁电阻传感器芯片的中心与所述磁源的中心在同一水平线上，使得所述各向异性磁电阻传感器芯片的磁敏感方向与所述磁源的磁矩方向相同，且所述检验质量块的位移方向与磁矩方向在同一条直线上，以保证各向异性磁电阻传感器芯片只感受到单一方向的磁场。

可选的，所述支撑梁为微悬臂梁，所述微悬臂梁包括固定端和可移动端，所述固定端固定连接在所述横框内壁上，所述可移动端与所述检验质量块连接。

可选的，所述支撑梁为简支梁，所述检验质量块连接于简支梁的中部，所述简支梁的两端分别连接在所述横框内壁上。

可选的，简支梁的竖直中心线重合。

可选的，所述支撑梁沿所述磁源的磁矩方向的厚度小于所述支撑梁垂直于所述磁矩方向的厚度，使得在加速度作用下，所述支撑梁所连接的所述检验质量块能够沿所述磁矩方向所在的直线产生位移。

可选的，所述磁源为微型永磁体或微型通电线圈。

可选的，所述微型永磁体为通过镀膜方法制备永磁体薄膜，再磁化所述永磁体薄膜制得。