郭雪涛，李逸伦，李鹏飞

（中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所,西安710065）

0 引言

相比于传统摆式加速度计,硅谐振式加速度计具有高分辨率、宽动态范围与准数字输出等优势,已成为加速度计发展的一个重要方向之一[1]。近年来,随着MEMS制造工艺的持续发展,国内外越来越多的MEMS研制机构可制造出更高精度的微型器件结构尺寸,同时保持更低廉的制造成本。综上,硅谐振式加速度计获得了前所未有的发展机遇。

在硅谐振式加速度计中,谐振器为加速度计的核心部件,谐振器设计的合理性对硅谐振式加速度计的性能有至关重要的影响。双端固支音叉（Double-ended Tuning Fork,DETF）作为一种典型的谐振器,具有结构简单、易于加工等优势[2],广泛应用于硅谐振式加速度计中。DETF的结构设计关乎整个传感器的灵敏度、分辨率和标度因数等参数,故DETF的结构设计与优化对硅谐振式加速度计的设计非常重要。

国内外学者对DETF的结构设计与优化开展了一定的研究工作。2017年,北京化工大学的Shi等[3]基于不确定分析理论研究了加速度计DETF的设计与优化,为硅谐振式加速度计的研究提供了参考。2017年,中国工程物理研究院的高扬等[4]提出了一种高性能氮化铝差分谐振式加速度计结构,从理论与仿真方面对其设计作了一定的研究工作。2016年,意大利米兰理工大学的Comi等[5]提出了一款新型的Z轴硅谐振式加速度计,采用了谐振器与电容搭配的形式,拓宽了硅谐振式加速度计的形式与功能。……