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专利号: 2016112059236
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双轴MEMS谐振式加速度传感器结构,其特征在于:包括中心质量块(1)、第一至第四环岛质量块(201 204)、第一至第四大锚块(301 304)、第一至第十六Ω形支撑梁(401~ ~ ~

416)、第一至第四连接梁(501 504)、第一至第八梳状微谐振器(601 608)、第一至第八小锚~ ~

块(701 708);

~

其中,第一环岛质量块(201)位于中心质量块(1)的前方;第一环岛质量块(201)的后表面与中心质量块(1)的前表面平行;第一环岛质量块(201)的左表面与中心质量块(1)的左表面齐平;第一环岛质量块(201)的右表面与中心质量块(1)的右表面齐平;第二环岛质量块(202)位于中心质量块(1)的后方;第二环岛质量块(202)的前表面与中心质量块(1)的后表面平行;第二环岛质量块(202)的左表面与中心质量块(1)的左表面齐平;第二环岛质量块(202)的右表面与中心质量块(1)的右表面齐平;第三环岛质量块(203)位于中心质量块(1)的左方;第三环岛质量块(203)的右表面与中心质量块(1)的左表面平行;第三环岛质量块(203)的前表面与中心质量块(1)的前表面齐平;第三环岛质量块(203)的后表面与中心质量块(1)的后表面齐平;第四环岛质量块(204)位于中心质量块(1)的右方;第四环岛质量块(204)的左表面与中心质量块(1)的右表面齐平;第四环岛质量块(204)的前表面与中心质量块(1)的前表面齐平;第四环岛质量块(204)的后表面与中心质量块(1)的后表面齐平;

第一大锚块(301)的前表面与第一环岛质量块(201)的前表面齐平;第一大锚块(301)的后表面与第一环岛质量块(201)的后表面齐平;第一大锚块(301)的左表面与第三环岛质量块(203)的左表面齐平;第一大锚块(301)的右表面与第三环岛质量块(203)的右表面齐平;第二大锚块(302)的前表面与第一环岛质量块(201)的前表面齐平;第二大锚块(302)的后表面与第一环岛质量块(201)的后表面齐平;第二大锚块(302)的左表面与第四环岛质量块(204)的左表面齐平;第二大锚块(302)的右表面与第四环岛质量块(204)的右表面齐平;

第三大锚块(303)的前表面与第二环岛质量块(202)的前表面齐平;第三大锚块(303)的后表面与第二环岛质量块(202)的后表面齐平;第三大锚块(303)的左表面与第三环岛质量块(203)的左表面齐平;第三大锚块(303)的右表面与第三环岛质量块(203)的右表面齐平;第四大锚块(304)的前表面与第二环岛质量块(202)的前表面齐平;第四大锚块(304)的后表面与第二环岛质量块(202)的后表面齐平;第四大锚块(304)的左表面与第四环岛质量块(204)的左表面齐平;第四大锚块(304)的右表面与第四环岛质量块(204)的右表面齐平;

第一Ω形支撑梁(401)的两端分别与第一环岛质量块(201)的左表面中部和第一大锚块(301)的右表面中部固定;第二Ω形支撑梁(402)的两端分别与中心质量块(1)的左表面前部和第三环岛质量块(203)的右表面前部固定;第三Ω形支撑梁(403)的两端分别与第三环岛质量块(203)的前表面中部和第一大锚块(301)的后表面中部固定;第四Ω形支撑梁(404)的两端分别与中心质量块(1)的前表面左部和第一环岛质量块(201)的后表面左部固定;第五Ω形支撑梁(405)的两端分别与第一环岛质量块(201)的右表面中部和第二大锚块(302)的左表面中部固定;第六Ω形支撑梁(406)的两端分别与中心质量块(1)的右表面前部和第四环岛质量块(204)的左表面前部固定;第七Ω形支撑梁(407)的两端分别与中心质量块(1)的前表面右部和第一环岛质量块(201)的后表面右部固定;第八Ω形支撑梁(408)的两端分别与第四环岛质量块(204)的前表面中部和第二大锚块(302)的后表面中部固定;

第九Ω形支撑梁(409)的两端分别与中心质量块(1)的左表面后部和第三环岛质量块(203)的右表面后部固定;第十Ω形支撑梁(410)的两端分别与第二环岛质量块(202)的左表面中部和第三大锚块(303)的右表面中部固定;第十一Ω形支撑梁(411)的两端分别与第三环岛质量块(203)的后表面中部和第三大锚块(303)的前表面中部固定;第十二Ω形支撑梁(412)的两端分别与中心质量块(1)的后表面左部和第二环岛质量块(202)的前表面左部固定;第十三Ω形支撑梁(413)的两端分别与中心质量块(1)的右表面后部和第四环岛质量块(204)的左表面后部固定;第十四Ω形支撑梁(414)的两端分别与第二环岛质量块(202)的右表面中部和第四大锚块(304)的左表面中部固定;第十五Ω形支撑梁(415)的两端分别与中心质量块(1)的后表面右部和第二环岛质量块(202)的前表面右部固定;第十六Ω形支撑梁(416)的两端分别与第四环岛质量块(204)的后表面中部和第四大锚块(304)的前表面中部固定;

第一连接梁(501)垂直固定于第一环岛质量块(201)的前表面中部;第二连接梁(502)垂直固定于第二环岛质量块(202)的后表面中部;第三连接梁(503)垂直固定于第三环岛质量块(203)的左表面中部;第四连接梁(504)垂直固定于第四环岛质量块(204)的右表面中部;

第一梳状微谐振器(601)的谐振梁垂直固定于第一连接梁(501)的左表面前部;第二梳状微谐振器(602)的谐振梁垂直固定于第一连接梁(501)的右表面前部;第三梳状微谐振器(603)的谐振梁垂直固定于第二连接梁(502)的左表面后部;第四梳状微谐振器(604)的谐振梁垂直固定于第二连接梁(502)的右表面后部;第五梳状微谐振器(605)的谐振梁垂直固定于第三连接梁(503)的前表面左部;第六梳状微谐振器(606)的谐振梁垂直固定于第三连接梁(503)的后表面左部;第七梳状微谐振器(607)的谐振梁垂直固定于第四连接梁(504)的前表面右部;第八梳状微谐振器(608)的谐振梁垂直固定于第四连接梁(504)的后表面右部;

第一小锚块(701)的右表面中部与第一梳状微谐振器(601)的谐振梁左端固定;第一小锚块(701)的左表面与第一大锚块(301)的左表面齐平;第二小锚块(702)的左表面中部与第二梳状微谐振器(602)的谐振梁右端固定;第二小锚块(702)的右表面与第二大锚块(302)的右表面齐平;第三小锚块(703)的右表面中部与第三梳状微谐振器(603)的谐振梁左端固定;第三小锚块(703)的左表面与第三大锚块(303)的左表面齐平;第四小锚块(704)的左表面中部与第四梳状微谐振器(604)的谐振梁右端固定;第四小锚块(704)的右表面与第四大锚块(304)的右表面齐平;第五小锚块(705)的后表面中部与第五梳状微谐振器(605)的谐振梁前端固定;第五小锚块(705)的前表面与第一大锚块(301)的前表面齐平;第六小锚块(706)的前表面中部与第六梳状微谐振器(606)的谐振梁后端固定;第六小锚块(706)的后表面与第三大锚块(303)的后表面齐平;第七小锚块(707)的后表面中部与第七梳状微谐振器(607)的谐振梁前端固定;第七小锚块(707)的前表面与第二大锚块(302)的前表面齐平;第八小锚块(708)的前表面中部与第八梳状微谐振器(608)的谐振梁后端固定;第八小锚块(708)的后表面与第四大锚块(304)的后表面齐平。

2.根据权利要求1所述的双轴MEMS谐振式加速度传感器结构,其特征在于:中心质量块(1)为正方形块体;第一至第四环岛质量块(201 204)均为长方形块体;第一至第四环岛质~量块(201 204)的尺寸一致;第一至第四大锚块(301 304)均为正方形块体;第一至第四大~ ~

锚块(301 304)的尺寸一致;第一至第十六Ω形支撑梁(401 416)的尺寸一致;第一至第四~ ~

连接梁(501 504)的尺寸一致;第一至第八梳状微谐振器(601 608)的尺寸一致;第一至第~ ~

八小锚块(701 708)均为正方形块体;第一至第八小锚块(701 708)的尺寸一致。

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3.根据权利要求1所述的双轴MEMS谐振式加速度传感器结构,其特征在于:中心质量块(1)、第一至第四环岛质量块(201 204)、第一至第四大锚块(301 304)、第一至第十六Ω形~ ~支撑梁(401 416)、第一至第四连接梁(501 504)、第一至第八梳状微谐振器(601 608)、第~ ~ ~

一至第八小锚块(701 708)均采用单晶硅片加工而成。

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