微系统设计与应用
加速度传感器的原理与构造
班级：2012机自实验班指导教师：xxx小组成员：xxx
xx大学机械工程学院
二OO五年十一月
f摘要
随着硅微机械加工技术MEMS的迅猛发展各种基于MEMS技术的器件也应运而生目前已经得到广泛应用的就有压力传感器、加速度传感器、光开关等等它们有着体积小、质量轻、成本低、功耗低、可靠性高等特点而且因为其加工工艺一定程度上与传统的集成电路工艺兼容易于实现数字化、智能化以及批量生产因而从问世起就引起了广泛关注并且在汽车、医药、导航和控制、生化分析、工业检测等方面得到了较为迅速的应用。其中加速度传感器就是广泛应用的例子之一。加速度传感器的原理随其应用而不同，有压阻式，电容式，压电式，谐振式等。本文着手于不同加速度传感器的原理、制作工艺及应用展开，能够使之更加全面了解加速度传感器。关键词：加速度传感器，压阻式，电容式，原理，构造
f目录
f1压阻式加速度传感器压阻式器件是最早微型化和商业化的一类加速度传感器。这类加速度传感器
的悬臂梁上制作有压敏电阻，当惯性质量块发生位移时会引起悬臂梁的伸长或压缩，改变梁上的应力分布，进而影响压敏电阻的阻值压阻电阻多位于应力变化最明显的部位。这样，通过两个或四个压敏电阻形成的电桥就可实现加速度的测量。其特点在于压阻式加速度传感器低频信号好、可测量直流信号、输入阻抗低、且工作温度范围宽，同时它的后处理电路简单、体积小、质量轻，因此在汽车、测振、航天、航空、航船等领域有广泛的应用。压阻式加速度传感器的组成
MEMS压阻式加速度传感器的敏感元件由弹性梁、质量块、固定框组成。压
阻式加速度传感器实质上是一个力传感器，他是利用用测量固定质量块在受到加
速度作用时产生的力F来测得加速度a的。在目前研究尺度内，可以认为其基本
原理仍遵从牛顿第二定律。也就是说当有加速度a作用于传感器时，传感器的惯
性质量块便会产生一个惯性力Fma此惯性力F作用于传感器的弹性梁上，便会产
生一个正比于F的应变。，此时弹性梁上的压敏电阻也会随之产生一个变化量△R，
由压敏电阻组成的惠斯通电桥输出一个与△R成正比的电压信号V。压阻式加速度传感器的原理
本系统的信号检测电路采用压阻全桥来作为信号检测电路。
电桥采用恒压源供电，桥压为Ue。设R2、R4为正应变电阻，R1、R3为负应变
电阻，则电桥的输出表达式为我们在电阻布局设计、制造工艺都保证压敏电阻的一致性，因此可以认为有的
压敏r