听说最近重庆市计量质量检测研究院、中国电子科技集团公司第二十四研究所和重庆大学的团队合作搞出了一个新东西,是一种由敏感结构和接口电路组成的MEMS摆式电容感测加速度计。这次他们选用了双面抛光的(100)晶向N型硅片做基底,还用了电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺来加工敏感结构。敏感结构那块儿设计得很特别,是那种不对称的质量块,这种设计能让器件的灵敏度和结构稳定性都得到显著提升。据麦姆斯咨询报道,这个叫“A Novel Asymmetric High-Performance MEMS Pendulum Capacitive Accelerometer”的研究成果发表在了Micromachines期刊上。 这个加速度计有个最大的特点就是机械结构简单,技术很成熟,抗干扰能力特别强。它主要用来测加速度信号,特别是那种像油田钻探这种复杂工况下用起来特别顺手。为了让它在−2 g ~ 2 g量程内表现好,研究人员把敏感结构单元和接口电路一起封装进了防水防潮的壳子里。他们还特意做了重力场静态翻滚测试来验证性能,结果显示灵敏度差不多是1.247 V/g,非线性度控制在0.8%左右,性能看着还行。 当系统有加速度输入的时候,惯性力矩会把敏感结构推偏产生角位移,这个角位移变化就被转换成了电容变化。接口电路的活儿就是把这个电容信号检测处理一下,最后输出一个能代表加速度大小的电信号。之前的研究也说过,高性能加速度计在汽车电子、工业设备振动监测还有航空航天这些地方都很有用。不过现在市场对高精度、高可靠性的需求越来越大了,大家都盼着能有更好的东西出来。 不过呢,研究人员也说了这个产品还有提升空间。比如说如果接口电路能用ASIC技术设计成混合集成的样子,让敏感结构跟ASIC能直接在同一芯片上干活,那整体性能肯定还能更上一层楼。现在它已经被用在单体组合式电子汽车衡的关键部位做应力检测了,主要就是看看它的振动状态和平衡状态怎么样。