一种MEMS“三明治”电容式加速度计研究的开题报告

一种MEMS“三明治”电容式加速度计研究的开题报告1.研究背景MEMS（Micro-electromechanicalsystems）技术是指微型电子机械系统，结合集成电路制造技术和微机械加工技术，制造出微小零件和微型器件，目前已广泛应用于传感器、微电子器件、光学器件等方面。加速度计是一种常见的传感器，用于测量物体加速度及其分量。目前市面上的加速度计主要有MEMS电容式加速度计、MEMS压电式加速度计、MEMS磁性式加速度计等。电容式加速度计具有体积小、功耗低、灵敏度高等优点，因此应用范围广泛，成为研究重点。2.研究内容和研究目的本研究旨在设计一种基于MEMS电容式加速度计的“三明治”型结构，实现高精度加速度测量，以应对现有加速度计的不足之处。具体研究内容包括：（1）设计“三明治”电容式加速度计的结构，包括上下两层电容结构和中间的结构层。（2）通过数值模拟和实验验证，确定“三明治”电容式加速度计的工作原理和灵敏度等参数。（3）优化设计参数，提高加速度计的性能。研究目的是基于MEMS电容式加速度计，设计出一种高精度、稳定性强、体积小的加速度计，在汽车安全、导航定位、地震监测等领域得到广泛应用。3.研究方法和技术路线（1）理论分析使用力学分析和电磁学原理，对MEMS电容式加速度计的结构进行分析和优化。通过建立数学模型，研究不同参数对加速度计性能的影响。（2）数值计算使用ANSYS等有限元软件，对加速度计的结构进行有限元分析和模拟，验证理论分析结果，确定优化参数。（3）制备加速度计样品采用化学气相沉积和干法腐蚀等技术，制备出加速度计的样品。（4）实验验证通过振动试验和跌落试验等测试手段，验证加速度计的性能和稳定性，对比其与已有商用产品的差异。4.研究计划和进度安排本研究的时间周期为两年，主要计划和进度安排如下：（1）前期准备熟悉MEMS技术、加速度计原理和相关文献，制定研究方案和计划表。（2）理论研究对MEMS电容式加速度计的结构进行理论分析和建模，计算其参数。（3）数值计算利用ANSYS等有限元软件，进行有限元分析和模拟，确定优化设计参数。（4）样品制备采用化学气相沉积和干法腐蚀等技术，制备出加速度计的样品。（5）实验验证对制备的加速度计样品进行振动、跌落等试验，验证其性能和稳定性。（6）数据分析和文章撰写对实验结果进行数据统计和分析，撰写研究论文。5.参考文献[1]ShengyangLiu,JiansheLiu,FengchunLuo,ChunyaoHuang,JilongLi,andXiaodongHuang.Designandanalysisofamicro-machinedsandwichstructurecapacitiveaccelerometerwithincreasedsensingcapability.MicrosystemTechnologies,2015,22(10):2349-2355.[2]YongWang,BaoCheng,YeTian,andShufaLi.Designandanalysisofasandwich-typestructurecapacitiveaccelerometerforimprovedseismicsensingandisolation.JournalofMicromechanicsandMicroengineering,2017,27(5):55003.[3]MengxiaLi,QianWang,LinglingWang,XinyuLiu,WenxueSun,andXiaohuaLiu.StudyonaTriaxialMicroCapacitiveAccelerometerBasedonth