RU2379693C1 - Чувствительный элемент интегрального акселерометра - Google Patents
Чувствительный элемент интегрального акселерометра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379693C1 RU2379693C1 RU2008140875/28A RU2008140875A RU2379693C1 RU 2379693 C1 RU2379693 C1 RU 2379693C1 RU 2008140875/28 A RU2008140875/28 A RU 2008140875/28A RU 2008140875 A RU2008140875 A RU 2008140875A RU 2379693 C1 RU2379693 C1 RU 2379693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- sensitive element
- accelerometre
- pendulum
- plates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении интегральных акселерометров. Чувствительный элемент выполнен из проводящего монокристаллического кремния и содержит маятник, соединенный с помощью упругих подвесов с каркасной рамкой, которая через неподвижную обкладку с помощью консольной балки соединена с несущей рамкой. Несущая рамка площадками крепления жестко соединена с основанием акселерометра, что позволяет исключить контактные напряжения в каркасной рамке, влияющие на точность прибора. 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в интегральных акселерометрах.
Известен чувствительный элемент интегрального акселерометра, который содержит маятник и упругие подвесы, соединяющие маятник с рамкой чувствительного элемента, которая непосредственно крепится к основанию [1].
Недостатком такого чувствительного элемента является низкая точность, связанная с влиянием контактных напряжений, возникающих в местах крепления рамки, на упругие подвесы маятника.
Известен также чувствительный элемент интегрального акселерометра, содержащий кремниевый проводящий маятник, соединенный с помощью упругих подвесов с рамкой, которая одновременно выполняет роль жесткого каркаса чувствительного элемента, при этом опорные крепления для анодного соединения чувствительного элемента с неподвижным основанием акселерометра расположены непосредственно на рамке [2].
Недостатком данного устройства является нестабильность смещения нулевого сигнала вследствие высокого уровня контактных напряжений, возникающих в местах расположения опор крепления, а следовательно, снижение точности прибора в целом.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является снижение влияния контактных напряжений в рамке чувствительного элемента и, как следствие, повышение точности акселерометра.
Поставленная задача достигается за счет того, что чувствительный элемент интегрального акселерометра, содержащий кремниевый проводящий маятник, соединенный упругими подвесами с каркасной рамкой, обкладки, соединенные с каркасной рамкой через площадки, расположенные на рамке, в чувствительный элемент введена дополнительная несущая рамка крепления, соединенная консольной балкой со свободной стороной одной из обкладок чувствительного элемента, в ее центральной части и жестко соединенная с неподвижным основанием акселерометра.
Существенным отличием заявленного устройства по сравнению с известным является то, что несущая рамка крепления чувствительного элемента к неподвижному основанию и свободная сторона одной из обкладок чувствительного элемента соединены между собой посредством консольной балки, а каркасная рамка, на которой подвешен маятник, расположена между двумя обкладками с обратной стороны крепления консольной балки к обкладке, что исключает влияние контактных напряжений от мест крепления к упругим подвесам.
Предлагаемый чувствительный элемент интегрального акселерометра иллюстрируется фиг.1 и фиг.2. На фиг.1 изображена конструкция в сборе, где: 1 - каркасная рамка; 2 - упругие подвесы; 3 - маятник; 4 - площадки крепления; 5 - неподвижные обкладки; 6 - несущая рамка; 7 - консольная балка. На фиг.2 изображена несущая рамка.
На каркасной рамке 1 с помощью упругих подвесов 2 подвешен маятник 3 в виде прямоугольной пластины. На каркасной рамке 1 размещены площадки 4 для соединения с неподвижными обкладками 5 датчика перемещений (на фиг.1б обкладка не показана). Несущая рамка 6 жестко соединена с неподвижным основанием акселерометра с помощью площадок крепления. Свободная сторона одной из обкладок 5 чувствительного элемента в ее центральной части соединена с несущей рамкой 5 посредством консольной балки 7.
Устройство работает следующим образом. При действии ускорения вдоль оси, перпендикулярной к плоскости чертежа, маятник 3 поворачивается на угол, определяемый свойствами упругих элементов 2 и величиной измеряемого ускорения и, измеряя отклонение маятника 3, можно судить о величине воздействующего ускорения.
Поскольку каркасная рамка 1 соединена с несущей рамкой 6 консольной балкой 7 через обкладку 5, то возможные напряжения, возникающие при изменении температуры, от точек крепления несущей рамки 6 к упругим подвесам 2 оцениваются следующей зависимостью:
где ν - коэффициент Пуассона; S - площадь контакта; y0 - толщина каркасной рамки; p - давление на контакт; L - расстояние от площадок крепления до заданного сечения.
Из формулы (1) видно, что путь распространения механических напряжений от площадок крепления несущей рамки 6 к неподвижному основанию до упругих подвесов 2 на каркасной рамке 1 увеличен. Соответственно величина механических напряжений около подвесов 2 снижается обратно пропорционально длине пути распространения.
Другим преимуществом заявляемого изобретения является то, что крепление консольной балки 7 к свободной стороне обкладки 5 чувствительного элемента осуществляется в ее центральной части, обеспечивая тем самым минимальную деформацию обкладки, а следовательно каркасной рамки 1, на которой расположены подвесы 2 маятника 3. Влияние механических напряжений на подвесы 2 практически сводится к нулю. Отмеченные свойства подтверждают преимущества заявляемого изобретения перед известными решениями.
Источники информации:
1. Паршин В.А., Харитонов В.И. Особенности технологии мультисенсорных датчиков с нелегированными упругими подвесами // Датчики и системы. 2002. №2. С.22-24.
2. Мокров Е.А., Папко А.А. Акселерометры НИИ физических измерений - элементы микросистемотехники // Микросистемная техника. 2002. №1. С.3-9 (прототип).
Claims (1)
- Чувствительный элемент интегрального акселерометра, содержащий кремниевый проводящий маятник, соединенный упругими подвесами с каркасной рамкой, обкладки, соединенные с каркасной рамкой через площадки, расположенные на рамке, отличающийся тем, что в чувствительный элемент введена дополнительная несущая рамка крепления, соединенная консольной балкой со свободной стороной одной из обкладок чувствительного элемента в ее центральной части и жестко соединенная с неподвижным основанием акселерометра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008140875/28A RU2379693C1 (ru) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Чувствительный элемент интегрального акселерометра |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008140875/28A RU2379693C1 (ru) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Чувствительный элемент интегрального акселерометра |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2379693C1 true RU2379693C1 (ru) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008140875/28A RU2379693C1 (ru) | 2008-10-16 | 2008-10-16 | Чувствительный элемент интегрального акселерометра |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2379693C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492490C1 (ru) * | 2011-12-21 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Московский радиозавод "Темп" | Чувствительный элемент микромеханического акселерометра |
RU2526789C1 (ru) * | 2013-03-12 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Чувствительный элемент интегрального акселерометра |
-
2008
- 2008-10-16 RU RU2008140875/28A patent/RU2379693C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МОКРОВ Е.А. и др. Акселерометры НИИ физических измерений - элементы микросистемотехники. Микросистемная техника. - 2002, №1, с.3-9. ПАРШИН В.А. и др. Особенности технологии мультисенсорных датчиков с нелегированными упругими подвесами. Датчики и системы. - 2002, №2, с.22-24. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492490C1 (ru) * | 2011-12-21 | 2013-09-10 | Открытое акционерное общество "Московский радиозавод "Темп" | Чувствительный элемент микромеханического акселерометра |
RU2526789C1 (ru) * | 2013-03-12 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" | Чувствительный элемент интегрального акселерометра |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8443671B2 (en) | Micromechanical structure and method for manufacturing a micromechanical structure | |
US9575088B2 (en) | Capacitive micromechanical acceleration sensor | |
EP2802883B1 (en) | A vibration tolerant accelaration sensor structure | |
US11105828B2 (en) | Microelectromechanical device for out-of-plane motion detection | |
CN1841071A (zh) | 光学加速计、光学倾斜计以及地震传感器系统 | |
RU2006112318A (ru) | Трехосевой акселерометр с переменной осевой чувствительностью | |
RU2379693C1 (ru) | Чувствительный элемент интегрального акселерометра | |
US20120227488A1 (en) | Inertial sensor | |
US9823265B2 (en) | Geophysical acceleration sensor and method | |
RU2611710C1 (ru) | Бесплатформенная инерциальная навигационная система | |
CN106093470A (zh) | 用于微机械传感器的振动感测元件 | |
JP2013152228A (ja) | 応力分離付き微細構造デバイス | |
RU138627U1 (ru) | Чувствительный элемент микромеханического акселерометра | |
RU2379694C1 (ru) | Микромеханический датчик линейных ускорений | |
RU2246734C1 (ru) | Чувствительный элемент интегрального акселерометра | |
EP1227327A3 (en) | Acceleration sensor | |
RU154439U1 (ru) | Чувствительный элемент датчика линейных ускорений | |
JP2007212191A (ja) | 加速度センサ | |
RU2231795C1 (ru) | Чувствительный элемент интегрального акселерометра | |
RU131194U1 (ru) | Чувствительный элемент микромеханического акселерометра | |
RU2284528C1 (ru) | Микромеханический датчик линейных ускорений | |
RU2265856C1 (ru) | Микромеханический датчик линейных ускорений | |
RU131875U1 (ru) | Виброчастотный микромеханический акселерометр | |
RU2618496C1 (ru) | Датчик ускорения | |
RU2382369C1 (ru) | Тензоакселерометр |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161017 |