陶瓷基片π形梁厚膜压阻式加速度传感器设计与测试

"该文主要介绍了一种采用陶瓷基片技术制造的π形梁厚膜压阻式加速度传感器的设计与研究，传感器具有15000m/s²的测量范围，基片尺寸15mm×6mm×1mm，梁尺寸3mm×6mm×0.3mm。在12V电源供电下，其灵敏度约为0.0024mVs²/m，响应频率达到1.29kHz。" 本文详细探讨了一种新型的加速度传感器，它采用了π形梁结构，这种结构在加工过程中结合了厚膜工艺和梁成型工艺，确保了梁结构的完整性和性能稳定性。这种π形梁厚膜压阻式加速度传感器特别之处在于其利用陶瓷基片作为基础材料，这种材料具有良好的机械强度、热稳定性和化学稳定性，适用于各种环境条件下的应用。 传感器的结构参数是其性能的关键因素。文中提到，基片尺寸为15mm×6mm×1mm，敏感质量块尺寸为6mm×6mm×1mm，而π形梁的尺寸则为3mm×6mm×0.3mm。这些尺寸的选择直接影响到传感器的响应速度、灵敏度以及动态范围。梁的厚度（0.3mm）设计旨在平衡刚度和柔韧性，以适应不同频率的加速度信号。 文章还分析了传感器的灵敏度，这是衡量传感器对输入加速度变化响应能力的重要指标。在12V电源供电的情况下，传感器的灵敏度达到了0.0024mVs²/m，这意味着当加速度每增加1m/s²，传感器的输出电压变化为0.0024mV。这种较高的灵敏度使得该传感器能够精确地检测微小的加速度变化。 此外，文中还提到了传感器的响应频率为1.29kHz，这表明传感器能够在较高频率范围内有效地工作，适用于需要快速响应的动态测量场景。封装后的测试结果显示了传感器的实际性能，验证了设计的有效性。 关键词：陶瓷基片、厚膜工艺、压阻效应、π形梁、加速度传感器，这些关键词集中体现了该研究的核心技术和关键特点，涵盖了传感器的制造材料、工作原理以及结构设计。 这项研究提供了一种创新的加速度传感器设计，通过优化结构参数和利用特殊工艺，实现了高灵敏度和宽频率响应，对于高精度的动态加速度测量具有重要意义，特别是在航空航天、汽车工程、地震监测等领域有广泛的应用前景。