刘 恒，张 玉，舒进华，杨添熠

(南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏南京 210044)

0 引言

微机械谐振式加速度计具有体积小、批量生产、功耗小、输出为频率信号抗干扰性强等特点[1-2]，其工作原理是通过加速度改变微机械谐振梁有效刚度，从而改变谐振梁谐振频率。静电驱动电容检测方式广泛应用于设计中，接口电路与传感器微结构能集成在一起，提高传感器的信噪比和稳定性。基于平板电容的静电负刚度谐振加速度计能在流片后用加载电压来调节加速度计性能参数[3-5]，对工艺误差带来的性能变化有较好的后续调整性。常压封装的谐振式加速度计存在较大的阻尼，难以利用噪声电压产生的静电力而自激振荡，研究多采用真空封装来减少振荡阻尼，加速度计等效为1个高品质因数的带通滤波器，通过噪声电压来实现自激振荡，利用自动增益控制来维持振动幅度恒定[6]。2005年，Drapper实验室研制的面内单轴硅微谐振加速度计基频为20 kHz，灵敏度为100 Hz/g，零偏稳定性为5 μg；2010年，米兰理工大学研制的单轴硅微加速度计基频约为58 kHz，灵敏度为255 Hz/g；2016年，浙江大学研制的双轴硅微加速度计基频约为90 kHz，灵敏度为275 Hz/g；2016年，北京航天控制仪器研究所研制的硅微加速度计基频约为18 kHz，灵敏度大于100 Hz/g；2017年，东南大学研制的谐振加速度计灵敏度为31.65 Hz/g；此外，还有很多学者在研制微机械谐振加速度计，但灵敏度很少超过300 Hz/g，基础频率多在100 kHz以下。微机械谐振式加速度计工作在谐振状态，要提……