[发明专利]带超量程保护的高g值三轴集成式加速度传感器

权利要求书

1.带超量程保护的高g值三轴集成式加速度传感器，包括三个相互独立的硅MEMS压阻式加速度检测单元，其特征在于：X和Y方向加速度检测单元的结构完全相同，X方向加速度检测单元（7）包括X轴超量程保护曲面（5）、硅框架（15）、带曲面的X轴质量块（1）、X轴主悬臂梁（6）、X轴敏感梁（2）、X轴压敏电阻（3）、X轴基准电阻（4），X轴质量块（1）通过X轴主悬臂梁（6）、X轴敏感梁（2）和硅框架（15）连接；Y方向加速度检测单元(14)包括Y轴超量程保护曲面（8）、硅框架（15）、带曲面Y轴质量块（9）、Y轴主悬臂梁（13）、Y轴敏感梁（12）、Y轴压敏电阻（10）、Y轴基准电阻（11），Y轴质量块（9）通过Y轴主悬臂梁（13）、Y轴敏感梁（12）和硅框架（15）连接；X、Y方向加速度检测单元在平面内相互垂直布置；Z方向加速度检测单元（21）包括Z轴超量程保护曲面（17）、硅框架（15）、Z轴质量块（16）、“人”字型悬臂梁（20）、Z轴压敏电阻 （18）、Z轴基准电阻（19），Z轴质量块通过“人”字型悬臂和硅框架连接，且“人”字型悬臂梁的厚度要比Z轴质量块的厚度小；在Z轴质量块的上下两侧对称设置有超量程保护曲面；在“人”字型悬臂梁两条腿的根部分别设置有两个平行的、用于检测应力大小的Z轴压敏电阻，且在靠近“人”字型悬臂梁的硅框架上对称的设置有4个Z轴基准电阻，这8个电阻构成惠斯通电桥检测电路。

2.根据权利要求1所述的带超量程保护的高g值三轴集成式加速度传感器，其特征在于X方向加速度检测单元（7）的X轴主悬臂梁（6）的尺寸要比X轴敏感梁（2）的尺寸大1个数量级左右，X轴主悬臂梁（6）截面形状为矩形，尺寸上Z方向上的边长要比X方向上的边长要大，X轴主悬臂梁（6）的Y方向的长度为X方向长度的1-3倍；X轴质量块（1）的末端Y方向对称分布了两个X轴敏感梁（2），X轴敏感梁（2）的厚度比X轴主悬臂梁（6）的厚度小1个数量级；在 X轴敏感梁（2）上表面各设置有1个用于检测应力大小的压敏电阻，同时在靠近X轴敏感梁的 硅框架上也各设置有1个基准电阻，基准电阻的阻值大小不随外部环境改变，这四个电阻组成惠斯通 电桥检测电路；在X轴质量块的两侧对称设置有超量程保护曲面。

3.根据权利要求1所述的带超量程保护的高g值三轴集成式加速度传感器，其特征在于Y方向加速度检测单元（14）的Y轴主悬臂梁的尺寸要比Y轴敏感梁的尺寸大1个数量级左右，Y轴主悬臂梁截面形状为矩形，尺寸上Z方向上的边长要比Y方向上的边长要大，Y轴主悬臂梁在X方向的长度为Y方向长度的1-3倍；Y轴在质量块末端X方向对称分布了两个Y轴敏感梁，Y轴敏感梁的厚度比Y轴主悬臂梁的厚度小1个数量级；在Y轴敏感梁上表面各设置有1个用于检测应力大小的压敏电阻，同时在靠近Y轴敏感梁的硅框架上也各设置有1个基准电阻，基础阻值大小不随外部环境改变，这四个电阻组成惠斯通电桥检测电路；在Y轴质量块的两侧对称设置有超量程保护曲面。

4.根据权利要求1所述的带超量程保护的高g值三轴集成式加速度传感器，其特征在于三个硅MEMS压阻式检测单元采用完全相同的工艺制作在同一个芯片上。