[发明专利]带超量程保护的高g值三轴集成式加速度传感器

摘要

本发明公开了一种带超量程保护的高g值三轴集成加速度传感器，包括分别测量X、Y、Z三个方向加速度信号的检测单元。其中X和Y方向加速度检测单元结构相同，都包括硅框架、质量块、主悬臂梁、敏感梁、基准电阻、压敏电阻、敏感方向超量程保护曲面，它们在平面内相互垂直布置。Z方向加速度检测单元位于Y方向检测单元右侧，包括敏感方向超量程保护曲面、“人”字型悬臂梁、质量块、基准电阻、压敏电阻。该传感器具有抗过载保护，轴间耦合度小，灵敏度较大，体积较小和易于集成特点。

主权项

1.带超量程保护的高g值三轴集成式加速度传感器，包括三个相互独立的硅MEMS压阻 式加速度检测单元，其特征在于：X和Y方向加速度检测单元的结构完全相同，X方向加速度检测单元（7）包括X轴超量程保护曲面（5）、硅框架（15）、带曲面的X轴质量块（1）、X轴主悬臂梁（6）、X轴敏感梁（2）、X轴压敏电阻（3）、X轴基准电阻（4），X轴质量块（1）通过X轴主悬臂梁 （6）、X轴敏感梁（2）和硅框架（15）连接；Y方向加速度检测单元(14)包括Y轴超量程保护曲面 （8）、硅框架（15）、带曲面Y轴质量块（9）、Y轴主悬臂梁（13）、Y轴敏感梁（12）、Y轴压敏电阻 （10）、Y轴基准电阻（11），Y轴质量块（9）通过Y轴主悬臂梁（13）、Y轴敏感梁（12）和硅框架（15）连接；X、Y方向加速度检测单元在平面内相互垂直布置；Z方向加速度检测单元（21）包括Z轴超量程保护曲面（17）、硅框架（15）、Z轴质量块（16）、“人”字型悬臂梁（20）、Z轴压敏电阻 （18）、Z轴基准电阻（19），Z轴质量块通过“人”字型悬臂和硅框架连接，且“人”字型悬臂梁的厚度要比Z轴质量块的厚度小；在Z轴质量块的上下两侧对称设置有超量程保护曲面；在“人”字型悬臂梁两条腿的根部分别设置有两个平行的、用于检测应力大小的Z轴压敏电阻，且在靠近“人”字型悬臂梁的硅框架上对称的设置有4个Z轴基准电阻，这8个电阻构成惠斯通电桥检测电路。