Методика расчета емкостного интерфейса микромеханического акселерометра

дипломная работа

3.2.2 Методика расчета чувствительного элемента

Влияние массы пружины на резонансной частоте в различных режимах учитывается при расчёте массы чувствительного элемента. Эффективная масса для каждого интересующего режима вычислена нормализацией полного максимума кинетической энергии пружины максимальной скоростью, vmax, чувствительной массы.

(3.8)

где mi и Li - масса и длина iго луча в пружине. Аналитические выражения для скорости, vi, вдоль балок пружины найдены аппроксимацией от формы статического режима отклонения U-пружины.

Эффективная масса акселерометра в направлении по оси х

mx = mpr + 4msp??x (3.9)

где mpr - полная масса чувствительного элемента, и msp,x - эффективная масса U-пружины в направлении по оси х. Полное уравнение msp,x при использовании уравнения (3.8) в общем случае очень длинно.

Для Wt= Wb = W и Lb1 = Lb2 = Lb,

(3.10)

где ? - плотность поликристаллического кремния, t - толщина поликристаллического кремния.

Эффективная масса в направлении по оси Y - такая же, как в уравнении (3.9), но обозначается эффективная масса пружины в направлении по оси Y, как msp,y вместо msp,x. Также для упрощенного случая, Wt = Wb = W и Lb1 = Lb2 = Lb,

(3.11)

Момент инерции вокруг оси Z, I:?

(3.12)

где mi - масса iой прямоугольной группы элементов, Wi и Li - ширина и длина, а ri - расстояние от центра масс прямоугольной группы элементов до центра вращения.

Делись добром ;)