文档介绍：低 G 值扭摆式电容加速度计关键技术研究
重庆大学硕士学位论文
（学术学位）
学生姓名：李 源
指导教师：陈 李 副教授
专 业：仪器科学与技术
学科门类：工 学
重庆大学光电工程学院
二 O 一六年五月
Study on the key technology of low G
pendulous capacitive accelerometer
A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Li Yuan
Supervised by Associate Prof. Chen Li
Specialty: Instrument Science and Technology
College of Opto-electronic Engineering
Chongqing University, Chongqing, China
May 2016
中文摘要
摘 要
航空航天、导航与制导等应用领域，对加速度计的漂移、测量精度要求越来
越高。基于硅-玻璃键合和 ICP 刻蚀的体硅加工工艺，在 MEMS 器件加工中被普遍
采用。但是，由于硅结构和玻璃衬底热膨胀系数很难完全匹配，当外界温度变化
时，会产生较大的热应力，引起加速度计输出发生温度漂移，严重影响加速度计
的测量精度。为此，本课题面向姿态控制等领域对高性能低 G 值加速度计的应用
需求，提出一种带有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计结构，开展其结构设计、
加工与封装、检测电路、系统测试等研究，对减小加速度计温漂，提高加速度计
测量精度具有重要的意义。本文的主要工作内容如下：
① 综述加速度计的国内外研究现状，阐述各类型加速度计的工作原理并分析
其优缺点，确定论文的主要内容。
② 研究了扭摆式电容加速度计的工作原理，提出了带有应力隔离结构的扭摆
式电容加速度计新结构，完成了结构设计。仿真分析表明：相同条件下，不带隔
离结构的扭摆加速度计其热应力主要集中在扭转梁的末端，其最大应力约
100Mpa；具有应力隔离结构的加速度计，热应力主要集中在缓冲折叠梁上，而扭
转梁上的应力约为 ，仅为前者的 %。
③ 设计了加速度计工艺流程，并采用硅-玻璃键合和 ICP 刻蚀工艺，完成了加
速度计芯片的制作。仿真分析了不同贴片胶条件下，加速度计的热应力分布，结
果表明：进行加速度计贴片工艺时，应选择杨氏模量和热膨胀系数较小的贴片胶。
搭建测试平台，测量了在不同贴片条件下，加速度计的输出随温度的变化，验证
了仿真结果的正确性。
④ 研究单端载波调制、双路电荷放大的电容检测方法，设计了加速度计