第45卷第1期压电与声光Vol.45No.12023年2月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICSFeb.2023收稿日期:2022-05-15基金项目:国家自然科学基金资助项目(61771060);北京市新世纪百千万人才工程培养资助项目(2019A20);北京市自然科学基金重点项目(KZ201511232034);北京市重点实验室开放课题资助项目(2021202209);北京信息科技大学学科与研究生教育校内项目(202205D);现代测控技术教育部重点实验室资助(20222023D);北京信息科技大学北京市传感器重点实验室资助(202212)作者简介:朴林华(1970-),男(朝鲜族),吉林省人,研究员,博士,主要从事MEMS惯性传感器和微流控芯片的研究。文章编号:1004-2474(2023)01-0105-07DOI:10.11977/j.issn.1004-2474.2023.01.020动热源摆式单轴MEMS热加速度计敏感机理的研究朴林华,佟嘉程,李备,张严(北京信息科技大学北京市传感器重点实验室,北京100101)摘要:该文揭示了一种动热源摆式单轴微机电系统(MEMS)热加速度计的敏感机理。在给出敏感结构原理的基础上,通过建立二维物理研究模型、划分网格、加载加速度等方法对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明,开机1.8s后在敏感结构内形成了一个稳定的以动热源为中心的温度场;输入加速度a时,动热源沿着加速度方向偏移,温度场随之偏移,敏感轴方向上对称设置的两个热线温差ΔTX随着输入加速度a的加大而呈线性增长,温度灵敏度为7.1×10-2mK/g。根据输入-输出(a-VXOUT)特性曲线给出数学模型,得到该加速度计灵敏度为0.5V/g,非线性度为2.8%,从而揭示了敏感机理。关键词:热气体加速度计;微机械;动热源;单轴;敏感机理;数学模型中图分类号:TN384;TP202文献标志码:AStudyonSensingMechanismofSingle-AxisMEMSThermalAccelerometerwithDynamicHeatSourcePendulumPIAOLinhua,TONGJiacheng,LIBei,ZHANGYan(BeijingKeyLaboratoryforSensor,BeijingInformationScience&TechnologyUniversity,Beijing100101,China)Abstract:Thesensingmechanismofadynamicthermalsourcependulumsingle-axisMEMSthermalaccelerome-terwasrevealedinthispaper.Basedontheprincipleofthesensitivestructure,thetemperaturefieldinsidethesen-sitivestructureiscalculatedbyestablishingthetwo-dimensionalphysicalresearchmodel,meshingthegrid,loadingtheaccelerationandothermethods.Theresultsshowthatastabletemperaturefieldcenteredatthedynamicheatsourceisformedwithinthesensitivestructureafter1.8sofpower-on.Wheninpu...
