本文選題：MEMS加速度計 + Hopkinson桿��； 參考：《中國慣性技術(shù)學(xué)報》2015年06期

【摘要】：為了保證高量程加速度計在沖擊過程中的可靠性、有效性,減小其失效幾率,以Hopkinson桿作為加載手段,采用激光干涉法對量程為1.0′10~5 g_n的4端全固支壓阻式梁-島結(jié)構(gòu)微加速度計進(jìn)行沖擊試驗,并分析了高量程加速度計抗過載能力及在沖擊環(huán)境下失效模式和失效機(jī)理。試驗中抽樣對同種結(jié)構(gòu)的10只傳感器分別進(jìn)行了沖擊測試,根據(jù)測試結(jié)果可知,該結(jié)構(gòu)的微加速度計抗過載能力為1.3′10~5g_n。通過分析可知失效模式主要表現(xiàn)為微結(jié)構(gòu)梁的斷裂、裂紋、鍵合點脫落現(xiàn)象。通過研究失效模式產(chǎn)生的原因發(fā)現(xiàn),造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂、裂紋現(xiàn)象的原因主要有兩種:一是重復(fù)連續(xù)沖擊測試引起微結(jié)構(gòu)疲勞產(chǎn)生失效;二是由于在沖擊過程中加速度計芯片與該過程中產(chǎn)生的高頻信號分量發(fā)生共振導(dǎo)致過載瞬間增大加速度計芯片結(jié)構(gòu)位移失控使結(jié)構(gòu)失效。通過采用不同手段完善傳感器結(jié)構(gòu),提高了其可靠性。
[Abstract]:In order to ensure the reliability and effectiveness of high range accelerometer during impact and reduce its failure probability, the Hopkinson rod is used as loading method. The impact test of a four-terminal fully clamped piezoresistive beam-island structure accelerometer with a measuring range of 1.0 ~ 10g / n was carried out by means of laser interferometry. The anti-overload capacity of a high-range accelerometer and its failure mode and failure mechanism under impact environment were analyzed. In the experiment, 10 sensors of the same structure were tested by impact test. According to the test results, the anti-overload ability of the micro-accelerometer of the same structure was 1.3105g / n. Through the analysis, it can be seen that the failure modes are mainly the fracture, crack and bond point shedding of the microstructural beam. By studying the causes of failure mode, it is found that there are two main reasons for the structure fracture and crack phenomenon: one is the fatigue failure of microstructures caused by repeated continuous impact testing; The second is that the accelerometer chip has resonance with the high frequency signal component in the process of impact, which results in the instantaneous increase of overload and the loss of control of the structure displacement of the accelerometer chip, which makes the structure invalid. The reliability of the sensor is improved by using different methods to perfect the sensor structure.
【作者單位】： 中北大學(xué)電子測試技術(shù)國防科技重點實驗室;中北大學(xué)儀器科學(xué)與動態(tài)測試教育部重點實驗室;中北大學(xué)儀器與電子學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金杰出青年(51225504)
【分類號】：TH824.4

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本文編號：1778596