[发明专利]三轴压阻微加速度计

摘要

本发明涉及微机械电子技术，具体是一种三轴压阻微加速度计。解决了现有三轴压阻加速度计制作工艺、结构复杂、体积和质量较大、不易在高温场合使用的问题，包括支撑框体、弹性梁、通过弹性梁支悬于支撑框体中间的质量块，质量块四边分别通过两根平行弹性梁与支撑框体固定，支撑框体下底面通过静电键合技术键合有玻璃底盖，弹性梁与质量块、支撑框体的固定端部设置有阻值相等的应变压敏电阻，支撑框体上还设置有六个阻值相等的基准压敏电阻，压敏电阻连接构成三个分测三轴方向加速度的惠斯通电桥，结构合理，体积微小，易于加工，可应用于一些高温场合，可测得三个轴向的加速度。

主权项

1、一种三轴压阻微加速度计，包括支撑框体(1)、弹性梁(2)、通过弹性梁(2)支悬于支撑框体(1)中间的质量块(3)，质量块(3)四边分别通过两根平行弹性梁(2)与支撑框体(1)固定，支撑框体(1)下底面通过静电键合技术键合有玻璃底盖，弹性梁(2)与质量块(3)、支撑框体(1)的固定端部设置有阻值相等的应变压敏电阻(4)，其特征在于支撑框体(1)上还设置有六个阻值相等的基准压敏电阻，基准压敏电阻的阻值为应变压敏电阻阻值的两倍，压敏电阻连接构成三个分测三轴方向加速度的惠斯通电桥，其中，六个基准压敏电阻(5)分别作为三个惠斯通电桥的单边基准桥臂，应变压敏电阻(4)每两个串联作为惠斯通电桥的单边应变桥臂；所述构成惠斯通电桥应变桥臂的应变压敏电阻的选定方法为：(1)、利用有限元分析软件ANSYS分析，三个轴向分别加载相同g值的惯性力，应力分析得到每个应变压敏电阻的横向应力分量σt和纵向应力分量σt，根据公式$\mathrm{\Delta R}/R=\frac{1}{2}{\pi }_{44}({\sigma }_l-{\sigma }_t),$ 得到每个应变压敏电阻在不同方向惯性力作用下的变化量ΔR/R，其中π44为剪切向压阻系数；(2)、根据步骤(1)得到的各应变压敏电阻变化量ΔR/R的正负变化情况，将各惯性力加载方向得到的变化量ΔR/R按正负分列；(3)、根据上述变化量ΔR/R的正负和大小，以如下原则将应变压敏电阻分组：当在某一轴向加载惯性力时，其该轴向的惠斯通电桥的两个应变桥臂的变化量大小相近或相等、且方向相反，同时另两个轴向的惠斯通电桥的两应变桥臂的变化量大小相近或相等、但方向同为正或同为负的；最终根据步骤(3)对应变压敏电阻的分组组合，构成三个分测三轴方向加速度的惠斯通电桥。