【摘 要】
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对用于测试惯性力的电容式传感器来说,必须引入用于检测电容变化的交变测试信号.然而由于该静电力的存在,其与惯性力和机械力联合作用必然会对传感器的可靠工作带来不利影响,如可能导致传感器的惯性质量块与静态电极永久吸合.在我们以前的工作中已讨论了准静态惯性信号的可靠工作条件.结果表明器件要可靠工作所能承受的最大惯性信号同静电测试信号紧密相关.测试信号越大,器件的可靠工作量程就越小.我们知道在现实条件下惯性
【机 构】
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微电子学系专用电路国家重点实验室,复旦大学(上海) 上海微系统和信息技术研究所,中国科学院(上海)
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对用于测试惯性力的电容式传感器来说,必须引入用于检测电容变化的交变测试信号.然而由于该静电力的存在,其与惯性力和机械力联合作用必然会对传感器的可靠工作带来不利影响,如可能导致传感器的惯性质量块与静态电极永久吸合.在我们以前的工作中已讨论了准静态惯性信号的可靠工作条件.结果表明器件要可靠工作所能承受的最大惯性信号同静电测试信号紧密相关.测试信号越大,器件的可靠工作量程就越小.我们知道在现实条件下惯性信号往往是动态的,而且阻尼比可能很小.因此在准静态条件下,电与机械的相互作用显然被低估了.这里我们进一步对低阻尼电容式结构在动态信号(阶跃信号和脉冲信号)作用下的可靠工作量程进行了研究.分析结果表明静电力的作用远比准静态时大.本文给出了可靠工作条件下所能承受的最大脉冲加速度的表示式,并且绘出了临界加速度曲线.一般来说动态工作条件下所能承受的最大阶跃加速度信号仅为准静态时的50﹪至70﹪.对脉冲信号来说,器件的可靠工作量程同脉冲幅度与脉冲信号时间宽度的乘积有关.文中给出了解析表达式,并对双面和单面电容式结构进行了比较.
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