CN113740560B

CN113740560B - 一种弱耦合谐振式加速度传感器

Info

Publication number: CN113740560B
Application number: CN202110963378.1A
Authority: CN
Inventors: 熊兴崟; 王坤锋; 邹旭东; 汪政
Original assignee: Aerospace Information Research Institute of CAS
Current assignee: Aerospace Information Research Institute of CAS
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2041-08-20
Also published as: CN113740560A

Abstract

本发明提供一种弱耦合谐振式加速度传感器，包括：敏感质量块及其支撑结构；谐振器系统，包括第一谐振器单元、第二谐振器单元和耦合结构；第一谐振器单元包括：多模态谐振器，第二谐振器单元包括：标准谐振器，多模态谐振器通过耦合结构与标准谐振器连接；差分微杠杆结构，差分微杠杆结构的输入端与敏感质量块连接，差分微杠杆结构的输出端与标准谐振器连接。本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，通过设计弱耦合谐振式加速度传感器，在不改变MEMS弱耦合谐振式加速度传感器高灵敏度特性的情况下，有效补偿温度效应对其灵敏度带来的影响，增强MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的环境适应性和鲁棒性，同时提高该类传感器的性能。

Description

一种弱耦合谐振式加速度传感器

技术领域

本发明涉及高灵敏度的MEMS弱耦合谐振式加速度传感器温度补偿领域，尤其涉及一种弱耦合谐振式加速度传感器。

背景技术

微机电系统(Micro-electro-mechanical System，简称MEMS)谐振式加速度传感器受益于微加工工艺的迅速发展，尺寸小、灵敏度高、低成本、功耗低、精度高、兼容集成电路(Integrated circuit，简称IC)工艺易于集成化等优点得到迅速发展和广泛的应用研究。传统的MEMS谐振式加速度传感器中敏感质量块与谐振器耦合连接，当外界引入加速度，产生惯性力作用于敏感质量块，谐振器等效刚度K改变从而导致谐振器谐振频率变化，根据谐振频率的变化解算出对应的加速度变化。相对于传统的谐振式加速度传感器，MEMS弱耦合谐振式加速度传感器灵敏度可以提高三个数量级以上。

常见的MEMS弱耦合谐振式加速度传感器包括：两个相同的谐振器、弱耦合结构、差分微杠杆结构、支撑结构、敏感质量块，其中两个谐振器通过弱耦合结构组成一个弱耦合谐振器系统，MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度主要取决于连接两个谐振器之间弱耦合结构的刚度有关，耦合刚度越弱，MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度就越高。实现MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的耦合方式主要分为静电耦合和机械耦合，静电耦合通过静电力相互作用，这种方式可以减少温度对耦合刚度的影响，进而减少温度对传感器灵敏度的影响，但实现稳定的耦合刚度系数对耦合电压的噪声要求苛刻，所以静电负刚度仅可以减少耦合结构的温度灵敏度特性；机械耦合通过设计机械结构来实现弱耦合机械结构，通过合理的设计可以实现高灵敏度的MEMS弱耦合谐振式加速度传感器，不需要使用苛刻的低噪声耦合电压。

传统的MEMS弱耦合谐振式加速度传感器对温度具有一定的共模抑制作用，但是其耦合结构同样受到温度的影响从而导致MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度不稳定。MEMS弱耦合谐振式加速度传感器灵敏度受温度效应的影响主要来源于：一是材料的杨氏模量(Young’s Modulus)随温度变化而变化；二是由于材料的热膨胀系数会导致MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度随温度的变化而变化。为了解决这一问题，通常可以从两个方面入手：方法一是在电路方面通过外部电路和温度传感器实时监测MEMS谐振器所处的温度，并以此补偿系统灵敏度的变化，这种方法的缺点在于：一是需要添加额外的温度敏感传感器，增加了设计成本和复杂度；二是温度敏感传感器和加速度传感器不在同一位置，二者的温度有一定偏差，又因为温度场的分布不均匀性，温度的热传导存在一定的延时，会带来补偿延时。另一种方法是：在器件方面可以通过巧妙的设计出合理的MEMS弱耦合谐振器结构，以降低温度因素带来的灵敏度变化，传统的做法需要复杂的器件结构会增加工艺的制作困难。

发明内容

本发明实施例提供一种弱耦合谐振式加速度传感器，利用谐振器系统的温度敏感模态补偿MEMS弱耦合谐振式加速度传感器灵敏度随温度变化的温度效应。

本发明提供一种弱耦合谐振式加速度传感器，包括：

敏感质量块及其支撑结构；

谐振器系统，包括：第一谐振器单元、第二谐振器单元和耦合结构；所述第一谐振器单元包括：多模态谐振器，所述第二谐振器单元包括：标准谐振器，所述多模态谐振器通过所述耦合结构与所述标准谐振器连接；所述谐振器系统存在多个不同的工作模态：耦合谐振器系统的同相模态和反相模态对加速度敏感用于加速度的测量，多模态谐振器的温度敏感模态频率可以反应温度的变化用于温度补偿。

差分微杠杆结构，所述差分微杠杆结构的输入端与所述敏感质量块连接，所述差分微杠杆结构的输出端与所述标准谐振器连接。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述差分微杠杆结构包括：支点梁、杠杆力臂、杠杆力输入梁和杠杆力输出梁；

所述杠杆力输入梁的第一端与所述敏感质量块连接，所述杠杆力输入梁的第二端与所述杠杆力臂的第一侧连接；所述杠杆力输出梁的第一端与所述杠杆力臂的第二侧连接，所述杠杆力输出梁的第二端与所述标准谐振器连接；所述杠杆力臂第二侧的一端点用于通过所述支点梁连接在杠杆结构锚点上。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述敏感质量块上设有多个刻蚀孔。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述支撑结构包括：若干悬臂结构，各所述悬臂结构的第一端与所述敏感质量块连接，各所述悬臂结构的第二端用于连接在相应的支撑结构锚点上。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述若干悬臂结构包括：两个顶部悬臂结构和两个底部悬臂结构；

两个所述顶部悬臂结构分别设置在所述敏感质量块的顶部与相应的所述支撑结构锚点之间，两个所述底部悬臂结构分别设置在所述敏感质量块的底部与相应的所述支撑结构锚点之间。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述第一谐振器单元还包括：第一驱动电极、第一检测电极、第一调节电极；

所述第一驱动电极、所述第一检测电极和所述第一调节电极设置在所述多模态谐振器的边沿，分别与外接的驱动检测控制电路相连；所述多模态谐振器的第一端与所述耦合结构连接，所述多模态谐振器的第二端用于与谐振器锚点连接。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述第二谐振器单元还包括：第二驱动电极、第二检测电极及第二调节电极；

所述第二驱动电极、第二检测电极和所述第二调节电极设置在所述标准谐振器的边沿，分别与外接的驱动检测控制电路相连；所述标准谐振器的第一端与所述差分微杠杆结构连接，所述标准谐振器的第二端与所述耦合结构连接。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述多模态谐振器为双端音叉谐振器、酒杯型谐振器和双disk谐振器中的一种，首选双端音叉谐振器。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述耦合结构为静电平行板耦合结构、梁结构耦合结构或准锚点耦合结构中的一种。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述标准谐振器为双端固支谐振器、压电梁谐振器、环形谐振器、薄膜谐振器中的一种。

根据本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，所述差分微杠杆结构为单级杠杆或串并联的多级联杠杆。

本发明提供的弱耦合谐振式加速度传感器，设有谐振器系统、差分微杠杆结构、敏感质量块及其支撑结构。当外界加速度作用于敏感质量块结构时，产生惯性力，该惯性力通过差分微杠杆结构放大，作用在标准谐振器结构，改变该谐振器结构的等效刚度，从而导致系统注入的能量在系统中重新分布，具体表现为在其中一个谐振器的振动幅度会发生剧烈变化，从而改变两个谐振器的幅值比，完成加速度—惯性力—刚度—幅值比传感机制。此外，当外界温度发生变化时，多模态谐振器的温度敏感模态频率随温度变化成线性变化且对加速度不敏感，因此该模态可以作为温度计使用。本发明提出的结构基于谐振器系统的温度敏感模态实现温度对灵敏度变化的补偿，消除温度场不均匀导致的温度测量误差，且无时延测量温度，因此可以实现同位、同时补偿外界温度对系统灵敏度的影响。另一方面，该发明提出的结构通过差分微杠杆和弱耦合效应保证了系统高灵敏度的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的弱耦合谐振式加速度传感器的示意图；

图2是本发明一实施例提供的耦合谐振器同相模态的示意图；

图3是本发明一实施例提供的耦合谐振器反相模态的示意图；

图4是本发明一实施例提供的多模态谐振器(双端音叉谐振器)的温度敏感模态(反相模态)的示意图；

图5是本发明一实施例提供的耦合谐振器系统模态频率随加速度变化的频率响应曲线；

图6是本发明一实施例提供的幅值比和加速度的关系曲线；

图7是本发明一实施例提供的补偿前后对比灵敏度随温度变化的关系曲线；

附图标记：1、谐振器系统；11、双端音叉谐振器；12、双端固支谐振器；13、耦合结构；14、第一检测电极；15、第一调节电极；16、第一驱动电极；17、谐振器锚点；18、第二驱动电极；19、第二检测电极；2、差分微杠杆结构；21、支点梁；22、杠杆力臂；23、杠杆力输入梁；24、杠杆力输出梁；25、杠杆结构锚点；3、敏感质量块；4、支撑结构；41、支撑结构锚点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种弱耦合谐振式加速度传感器，如图1所示，该弱耦合谐振式加速度传感器包括：谐振器系统1、差分微杠杆结构2、敏感质量块3及其支撑结构4。

其中，谐振器系统1包括：第一谐振器单元、第二谐振器单元和耦合结构13；第一谐振器单元包括：双端音叉谐振器11，第二谐振器单元包括：双端固支谐振器12，双端音叉谐振器11通过耦合结构(准锚点耦合结构)13与双端固支谐振器12(标准谐振器)连接。差分微杠杆结构2的输入端与敏感质量块3连接，差分微杠杆结构2的输出端与第二谐振器连接。

本发明传感器的工作机制：双端音叉谐振器11在同相模态时和双端固支谐振器12产生耦合，如图2和图3所示，图2为耦合谐振器的同相模态，图3为耦合谐振器的反相模态。外界加速度作用于传感器产生惯性力，惯性力作用于敏感质量块3，通过差分微杠杆结构2的放大最终作用在双端固支谐振器12上，改变双端固支谐振器12的等效刚度，使得弱耦合谐振式加速度传感器的能量在谐振器之间重新分布，双端固支谐振器12和双端音叉谐振器11的振动幅值比发生改变，完成加速度-惯性力-刚度-幅值比传感机制。考虑工艺误差，双端固支谐振器12和双端音叉谐振器11频率相差较大的情况，可以利用调节电极调节双端音叉谐振器11的频率选定合适的耦合谐振器系统的工作点。

灵敏度温度效应补偿机制：双端音叉谐振器11工作在反相模态时和双端固支谐振器12不会产生耦合效应，如图4所示，双端固支谐振器12未发生形变，不影响传感器的工作模态(换句话说：双端音叉谐振器11的同相模态对加速度不敏感)，保证双端音叉谐振器11的同相模态只对温度敏感。当外界温度发生改变时，耦合谐振器系统中的双端音叉谐振器11的反相模态，如图4所示，随着外界温度的变化呈线性变化，根据双端音叉谐振器11的反相模态的谐振频率的变化，“同位”、“同时”解算出耦合谐振器系统的温度，再根据图7灵敏度和温度变化的关系拟合补偿，从而可以保证MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度在工作时保持恒定不变。

MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的振动方程：

公式(1)和(2)为双端固支梁谐振器振动方程；x₁，x₂为双端固支谐振器12和双端音叉谐振器11的位移；m₁，m₂为双端固支谐振器12和双端音叉谐振器11的有效质量(m₁＝m₂＝m)；k₁，k₂为双端固支谐振器12和双端音叉谐振器11的等效刚度(k₁＝k₂＝k)，由器件材料和尺寸等决定；ξ₁，ξ₂为双端固支谐振器12和双端音叉谐振器11的阻尼比，由两个谐振器的品质因数和真空度等参数决定；k_c为线性耦合刚度系数。

解式(1)和(2)得出耦合系统的频率和幅值比相对于刚度变化的关系表达式如式(3)和(4)所示：

上式中Δk为刚度扰动量；ω_i为耦合谐振器的模态频率；i＝1,2分别对应耦合谐振器的反向模态和同相模态；AR为耦合谐振器的幅值比，无量纲。

由于温度变化，硅材料的杨氏模量和热膨胀系数都会改变，从而改变谐振器的刚度。杨氏模量的影响相对于谐振频率的变化为-60ppm/K；热膨胀系数相对于谐振频率的变化为2.57ppm/K，综合考虑这两方面的因素，通过COMSOL Multiphysics仿真，相对于谐振频率的变化为-28.75ppm/K。

根据图2至图4，COMSOL Multiphysics仿真得知可以实现上文所述的耦合谐振器系统的同相模态图2、反相模态图3和对加速度不敏感但对温度敏感的双端音叉谐振器的反相模态图4。

进一步仿真如图5所示，得出耦合谐振器系统的模态频率相对加速度的响应曲线，曲线分别为耦合系统反相模态和同相模态的响应曲线，下面曲线为双端音叉谐振器的反相模态频率相对加速度的响应曲线，从图中可以直观看出双端音叉谐振器11的反相模态对加速度并不敏感，频率相对于加速度的变化可以忽略不计。图6仿真得出耦合谐振器反向模态的幅值比相对加速度的变化曲线，室温下(dT＝0)拟合得出线性区的灵敏度为3.23AR/g(Amplitude Ratio幅值比，无量纲)。

如图1所示，差分微杠杆结构2使用两个对称的单级差分微杠杆结构。差分微杠杆结构2包括：支点梁21、杠杆力臂22、杠杆力输入梁23和杠杆力输出梁24。杠杆力输入梁23的第一端与敏感质量块3连接，杠杆力输入梁23的第二端与杠杆力臂22的第一侧连接；杠杆力输出梁24的第一端与杠杆力臂22的第二侧连接，杠杆力输出梁24的第二端与双端固支谐振器12连接；杠杆力臂22第二侧的一端点用于通过支点梁21连接在杠杆结构锚点25上。

其中，差分微杠杆结构2可以是单级杠杆，也可以是串并联多级联杠杆，对加速度作用于敏感质量块3的惯性力进行放大，用于增大MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度。

敏感质量块3上设有多个整齐排列刻蚀孔。敏感质量块3上添加刻蚀孔便于工艺加工时湿法腐蚀释放敏感质量块。敏感质量块3由其支撑结构4撑起并且固定。支撑结构4包括：若干悬臂结构，各悬臂结构的第一端与敏感质量块3连接，各悬臂结构的第二端用于连接在相应的支撑结构锚点41上。

本实施例中，共设有四个悬臂结构，包括：两个顶部悬臂结构和两个底部悬臂结构。两个顶部悬臂结构分别设置在敏感质量块3的顶部与相应的支撑结构锚点41之间，两个底部悬臂结构分别设置在敏感质量块3的底部与相应的支撑结构锚点41之间。支撑结构4可以通过设计支撑梁结构来解耦敏感质量块敏感方向，如蛇形梁支撑结构。在外界加速度输入变化以后，敏感质量块3受到惯性力作用，通过差分微杠杆结构2输入到耦合谐振器系统1中。敏感质量块3的质量大小，结构形状可以根据需求的灵敏度和工艺限制进行折中设计。

第二谐振器单元还包括：第二驱动电极18、第二检测电极19及第二调节电极；第二驱动电极18、第二检测电极19和第二调节电极设置在双端固支谐振器12的边沿，第二驱动电极18、第二检测电极19和第二调节电极分别与外接的驱动检测控制电路相连；双端固支谐振器12的第一端与差分微杠杆结构2连接，双端固支谐振器12的第二端与耦合结构13连接。外界施加加速度产生惯性力，敏感质量块3将惯性力通过差分微杠杆结构2进行放大，进一步传导到双端固支谐振器12上，引起双端固支谐振器12等效刚度的改变。双端固支谐振器12可以是双端固支谐振器、压电梁谐振器、环形谐振器、薄膜谐振器等。

第一谐振器单元还包括：第一驱动电极16、第一检测电极14、第一调节电极15。第一驱动电极16、第一检测电极14和第一调节电极15设置在双端音叉谐振器11的边沿，第一驱动电极16、第一检测电极14和第一调节电极15分别与外接的驱动检测控制电路相连。双端音叉谐振器11的第一端与耦合结构13连接，双端音叉谐振器11的第二端用于与谐振器锚点17连接。

双端音叉谐振器11与双端固支谐振器12的区别在于双端音叉谐振器11拥有两个模态：同相模态和反相模态。双端音叉谐振器11工作在同相模态时，可以作为耦合谐振器系统一部分与双端固支谐振器12、耦合结构13组成弱耦合谐振器系统检测加速度；双端音叉谐振器11工作在反相模态时，其模态频率不随加速度的变化而变化，当温度变化时双端音叉谐振器11的反相模态频率随温度的变化而变化，可以作为温度传感器进行感知环境温度的变化，且不影响双端音叉谐振器11与双端固支谐振器12进行耦合工作，利用这一结构特性可以实现MEMS耦合谐振式加速度传感器的温度补偿。此外调节电极用于调节双端音叉谐振器的模态频率，便于调节MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的工作点，提高对工艺加工误差的鲁棒性。

耦合结构13作为MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的一部分介于双端音叉谐振器11与双端固支谐振器12之间，耦合连接两个谐振器，耦合实现的形式可以由静电耦合、机械耦合。静电耦合结构常见的实现方式是平行板结构，在平行板电极上施加电压，以实现静电负刚度作为耦合谐振器的耦合刚度，通过设计平行板的形状尺寸、谐振器器件封装的真空度也可以调整耦合刚度的大小，但最便捷的方法是使用调整极板电压的大小来控制耦合刚度，从而实现耦合谐振器系统的耦合强度，进一步实现灵敏度大小的控制。机械耦合结构包括梁式耦合结构或者准锚点耦合结构，通过合理的设计准锚点耦合结构可以调节MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度。机械耦合结构相对于静电耦合方式可以降低电压噪声带来的耦合刚度的变化。综上所述，耦合结构可以是静电平行板耦合结构、梁结构耦合结构、准锚点耦合结构等。

综上所述，本发明提供的MEMS弱耦合谐振式加速度传感器，在保证弱耦合谐振式加速度传感器高灵敏度和补偿灵敏度温度特性的情况下，不需要额外的温度传感器，在单个耦合器件中就可以实现温度补偿效应，降低了器件结构设计和加工的复杂性，大大提高了MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的实用性。本发明通过双端音叉谐振器谐振器的反相模态在MEMS弱耦合谐振式加速度传感器中的双重特性(对温度敏感特性和对加速度不敏感特性)实现“同位”、“同时”补偿MEMS弱耦合谐振式加速度传感器灵敏度温度效应。本发明在保证弱耦合谐振器高灵敏度和补偿灵敏度温度特性的情况下，温度补偿双端音叉谐振器谐振器的调节电极可以调节双端音叉谐振器谐振器的同相模态频率，可以灵活的调节MEMS弱耦合谐振式加速度传感器的工作点，同时提高对工艺加工误差的鲁棒性。

设有谐振器系统、差分微杠杆结构、敏感质量块及其支撑结构。当外界加速度作用于敏感质量块结构时，产生惯性力，该惯性力通过差分微杠杆结构放大，作用在双端固支谐振器结构，改变该谐振器结构的等效刚度，从而导致系统注入的能量在系统中重新分布，具体表现为在其中一个谐振器的振动幅度会发生剧烈变化，从而改变两个谐振器的幅值比，完成加速度—惯性力—刚度—幅值比传感机制。此外，双端固支谐振器能够与双端音叉谐振器同相模态耦合工作，用于加速度的检测；当外界温度发生变化时，双端音叉谐振器的反相模态频率随温度变化成线性变化且对加速度不敏感，利用双端音叉谐振器这一双重特性实现同位、同时的补偿外界温度对系统灵敏度的影响。另一方面，该发明提出的结构通过差分微杠杆和弱耦合效应保证了系统高灵敏度的特点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，包括：

敏感质量块及其支撑结构；

谐振器系统，包括：第一谐振器单元、第二谐振器单元和耦合结构；所述第一谐振器单元包括：多模态谐振器，所述多模态谐振器为双端音叉谐振器，所述第二谐振器单元包括：标准谐振器，所述标准谐振器为双端固支谐振器，所述多模态谐振器通过所述耦合结构与所述标准谐振器连接；

差分微杠杆结构，所述差分微杠杆结构的输入端与所述敏感质量块连接，所述差分微杠杆结构的输出端与所述标准谐振器连接；

外界加速度作用于所述弱耦合谐振式加速度传感器产生惯性力，惯性力作用于所述敏感质量块，通过所述差分微杠杆结构的放大最终作用在所述双端固支谐振器上，改变所述双端固支谐振器的等效刚度，使得所述弱耦合谐振式加速度传感器的能量在谐振器之间重新分布，所述双端固支谐振器和所述双端音叉谐振器的振动幅值比发生改变，完成加速度-惯性力-刚度-幅值比传感机制；

所述双端音叉谐振器在同相模态时和所述双端固支谐振器产生耦合，所述双端音叉谐振器工作在反相模态时和所述双端固支谐振器不会产生耦合效应；当外界温度发生改变时，所述双端音叉谐振器为反相模态，使得所述弱耦合谐振式加速度传感器的灵敏度在工作时保持恒定不变。

2.根据权利要求1所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述差分微杠杆结构包括：支点梁、杠杆力臂、杠杆力输入梁和杠杆力输出梁；

3.根据权利要求1所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述敏感质量块上设有多个刻蚀孔。

4.根据权利要求1所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述支撑结构包括：若干悬臂结构，各所述悬臂结构的第一端与所述敏感质量块连接，各所述悬臂结构的第二端用于连接在相应的支撑结构锚点上。

5.根据权利要求4所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述若干悬臂结构包括：两个顶部悬臂结构和两个底部悬臂结构；

6.根据权利要求1-5中任一项所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述第一谐振器单元还包括：第一驱动电极、第一检测电极、第一调节电极；

7.根据权利要求1-5中任一项所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述第二谐振器单元还包括：第二驱动电极、第二检测电极及第二调节电极；

8.根据权利要求1-5中任一项所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述耦合结构为静电平行板耦合结构、梁结构耦合结构或准锚点耦合结构中的一种。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的弱耦合谐振式加速度传感器，其特征在于，所述差分微杠杆结构为单级杠杆或串并联的多级联杠杆。