微机电系统(MEMS)的参数和结构的优化设计毕业论文.doc

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1、微机电系统(MEMS)的参数和结构的优化设计目 录1 绪论 21.1 MEMS的简介21.2 MEMS的理论基础与制造技术 31.3 MEMS的应用与挑战52 MEMS压电式加速度传感器62.1 MEMS加速度计的工作原理62.2 MEMS压电式加速度传感器7 3 加速度计结构的优化设计103.1 加速度计的理论分析103.2 加速度计的优化分析与设计123.3 对研究结果进行总结134 结束语16参考文献16微机电系统(MEMS)的参数和结构的优化设计 摘 要：提出了一种压电式加速度计的新结构模型, 压电式加速度计具有体积小、质量轻、测量范围宽等特点。分析了压电式传感器作为一种机电换能器,将

2、压力加速度转变成为电量进行测量的具体原理;阐述了基于MEMS压电式加速度计的基本工作原理,整个测试系统主要由基座，衡量，管脚等组成。最后,用maple9.5非线性函数对加速度计的参数和结构进行优化设计，并对优化结果进行分析。关 键 词：压电式加速度计；压力加速度；MEMS；maple9.5非线性函数 1 绪 论1.1 MEMS简介微电子机械系统（Micro Electro Mechanical System），简称MEMS，是在微电子技术基础上发展起来的集微型机械、微传感器、微执行器、信号处理、智能控制于一体的一项新兴的科学领域。它将常规集成电路工艺和微机械加工独有的特殊工艺相结合，涉及到微电

3、子学、机械设计、自动控制、材料学、光学、力学、生物医学、声学和电磁学等多种工程技术和学科，是一门多学科的综合技术。MEMS在许多方面具有传统机电技术所不具备的优势，包括质量和尺寸普遍减小、可实现大批量生产、低的生产成本和能源消耗、易制成大规模和多模式阵列等。MEMS 研究的主要内容包括微传感器、微执行器和各类微系统，现在已成为世界各国投入大量资金研究的热点。* MEMS的发展史自1947年Schockley、Bardeen和Brattain发明晶体管以来，微电子技术有了突飞猛进的发展。1953年，Charles S. Smith研究了半导体的压阻效应。Kulite公司于1970年和1976年，

4、分别引入了各向同性和各向异性腐蚀技术。国家半导体公司于1974年将大批量生产的压力传感器推向市场。1982年，“微机械”这一名词应运而生。这时，体硅微机械加工技术已成为制作微机械器件的有效手段。1985年，牺牲层技术被引入微机械加工，“表面”微机械加工概念由此产生。1987年，U. C. Berkeley利用微机械加工技术制作出了世界上第一个微静电马达，掀开了微机械发展的新一页。1987-1988年间，一系列关于微机械和微动力学的学术会议召开，MEMS一词在这些会议中被广泛采纳并渐渐成为一个世界性的学术用语。1993年，ADI公司成功地将微型加速度计商品化，并大批量应用于汽车防撞气囊，标志着技

5、术商品化的开端。由于 MEMS 具有的划时代的意义，世界各国都极为关注其发展，在人力和物力两方面均给予了强有力的支持。据有关机构统计，MEMS研发活动最积极的国家和地区依次为美国、德国、日本、斯堪的纳维亚地区、法国、中国、韩国、英国、瑞典和中国台湾地区。我国非常重视MEMS传感器的研究和发展工作，而且起步较早。国家自然科学基金委组织的立项起步于1989年，中国科学院于1991年确立重点研究项目。1993年和1994年，国家基金委、国家科委先后确定MEMS为重点项目和重大项目。自1993年底起，国防科工委投入数千万元用于“九五”期间微型机械的研究工作，并且建立了两个微加工基地（IC、LIGA）和

6、一个项目研究中心。此后，国家基金委又确立了若干微机电系统的基础研究项目，国家科技部组织了集成微光机电系统重大基础研究项目，S-863计划也将MEMS主题列入规划。1.2 MEMS的理论基础与制造技术* MEMS的理论基础当尺寸缩小到一定范围时，许多物理现象和宏观世界有很大差别。力的尺寸效应和表面效应在微观领域可能起重要作用。在微小尺寸领域，与特征尺寸L的高次方成比例的惯性力、电磁力等的作用相对减小，而与尺寸的低次方成比例的粘性力、弹性力、表面张力、静电力等的作用相对增大。这也是微型系统常以静电力、表面张力作为驱动力的原因。随着尺寸的减小，表面积与体积之比相对增大。因而热传导、化学反应等速度加快

7、，表面间摩擦阻力显著增大。因此，在微观尺度下的力学、热力学、微流体力学、微摩擦学、微机械学和微光学等的基础理论研究显得尤为重要。MEMS的基本特征。目前，关于MEMS的定义尚无统一的定义。一般地说MEMS具有以下几个非约束性的特征：（a) 尺寸在毫米到微米范围之内，区别于一般宏（Macro），即传统的、大于1cm尺度的“机械”，但并非进入物理上的微观层次。（b) 基于硅微加工技术制造。（c) 与微电子芯片类同，可大批量、低成本生产，使性能价格比比之传统“机械”制造技术，大幅度地提高。（d) MEMS中的“机械”不限于狭义的机械力学中的机械，它代表一切具有能量转化、传输等功能的效应：包括力、热、

8、声、光、磁，乃至化学、生物等。（e) MEMS的目标是微“机械”与IC集成的微系统，即具有智能的微系统。用以上特征来衡量，用微电子技术（不限于）制造的微小机构、器件、部件和系统等都属于MEMS范围，微机械和微系统只说明MEMS发展的不同层次，而有关的科学技术都可统称为MEMS技术。* MEMS的制造技术MEMS的制作主要基于两大技术：IC技术和微机械加工技术，其中IC技术主要用于制作MEMS中的信号处理和控制系统，与传统的IC技术差别不大，而微机械加工技术则主要包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、LIGA技术、准LIGA技术、晶片键合技术和微机械组装技术等。体微机械加工是选择性的去除衬底

9、，形成微机械元件的一种工艺，也是最古老的微机械加工技术。按所用腐蚀剂的不同分为干法腐蚀和湿法腐蚀，也可以根据腐蚀气液对各晶面腐蚀速率的不同分为各向同性腐蚀和各向异性腐蚀。目前，随着DRIE的逐渐推广，各向异性腐蚀的研究重点已从腐蚀得到的几何结构方面转向如何提高腐蚀的精度、均匀性和表面粗糙度以及如何与标准CMOS兼容等问题上。尽管受到表面微机械加工的有力挑战，体微机械加工仍是最广泛采用的微机械加工技术之一。表面微机械加工是把沉积于硅晶体的表面膜制作加工成MEMS的“机械”部分，然后使其局部与硅体部分分离，呈现可运动的机构。分离主要依靠牺牲层技术。表面微机械加工的重要优点就是与常规IC工艺的兼容性

10、。另一个优点是器件占用的硅片面积比传统各向异性体硅腐蚀加工的器件的尺寸小很多。与体硅加工方法相比，表面微加工技术形成的结构鲁棒性较差，但其使用的材料多种多样，不局限于单晶硅，而且加工手段和自由度也较前者为佳。LIGA技术是德文光刻电镀模铸的缩写，它主要利用X射线深层曝光、电铸、成型等技术进行微机械加工。LIGA技术可以制造高的深宽比的结构，宽度可小到1微米，深度可达数百微米，甚至毫米级，非常适合于制作复杂的微机械结构，但是LIGA技术所需的工艺设备比较昂贵，而且与IC工艺不完全兼容，不能有效利用IC工业现有的设备和加工能力，因此产品成本高，短时期内难以形成产业化。准LIGA技术是改进的LIGA

11、技术，采用传统的深紫外线曝光、厚光刻胶作掩膜和电铸技术，加工厚度为数微米至数十微米，且与IC工艺兼容性好。在集成电路部分制作之后，准LIGA技术还能够用来制作后续的微机械系统，是一种很有发展前途的MEMS制作技术，因而越来越引起人们的兴趣。晶片键合技术是不用液态的粘接剂，而将两块固态材料键合在一起的方法。硅?玻璃键合和硅?硅键合是目前两种主要的键合形式。微机械组装技术也被称为二次集成技术，它是将零部件、单元和连接件等通过搬运、融合、固化、胶合、密封等工艺组合成的复杂的微电子机械系统。在未来的MEMS制作技术中，MEMS技术同IC技术的结合将更加紧密，这除了需用IC工艺来制造MEMS的电路部分之

12、外，更主要的是可以利用IC的大量昂贵设备来降低MEMS的开发和生产成本。其它一些技术如激光加工、电火花加工、离子束加工、微波加工等技术也都在发展之中。1.3 MEMS的应用与挑战* MEMS的应用MEMS技术经过数十年的发展，已取得了很大的进展。在微传感器方面，除较成熟的压力和加速度传感器之外，在测量力、角速度、流量、声、光、热、磁、气、离子以及生物、化学等领域也已经取得了非常令人振奋的成功。在微执行器领域，已研制成功了多种微型构件，如微膜、微梁、微探针、微齿轮、凸轮、微弹簧、微沟道、微喷嘴、微锥体、微轴承、微阀门、微连杆等和多种微执行器，如微阀、微泵、微开关、微扬声器、微谐振器、微马达等。在

13、微系统方面，也有许多成功的例子，如AD公司的力平衡式角速度仪（ADXL50）、TI 公司的数字化微镜器件（DMD）等，尚在研究阶段的微系统包括微型机器人、微型飞行器、微型卫星、微型动力系统等，其潜在的军事应用前景不容忽视。微传感器一直是MEMS研究的重点。十多年前，微传感器仅有硅压力传感器具有较大市场应用，而如今，加速度传感器已异军突起，许多其它微机械器件也正逐步商业化。MEMS已经在我们的身边：汽车安全气囊中使用的加速度计，医学上使用的新型血压计都有微传感器的身影。由于复杂程度和磨损问题等的缘故，微执行器的发展要落后于微传感器，不过仍有商业化的产品面世，如喷墨打印头、硬盘读写磁头等。最近几年

14、，在MEMS技术中发展起来了一支极具活力的新技术系统，这就是微光机电系统（MOEMS）。目前已研制的元器件包括微镜阵列、微光斩波器、微光开关、微光扫描器等。在可以预见的将来，MOEMS将在全光通讯网络中得到广泛应用，将极大地促进信息通讯、航天技术以及光学工具的发展，对整个信息化时代将生产深远的影响。微机械射频器件（RF-MEMS）是当前国际上研究的又一热点，包括微型电感、可调电容、微波导、微传输线、微型天线、谐振器、滤波器、移相器等。使用MEMS技术可以实现各个通讯部件的微型化和集成化，可以提高信号的处理速度和缩小整个个人移动系统的体积。由于移动通信的巨大市场潜力，RF-MEMS器件具有无限商

15、机。生物芯片（Biochip）技术是最近十年内发展起来的、结合生物技术和微细加工技术的一门新技术。利用MEMS工艺技术用硅片制作出了功能完备、价格低廉、携带方便的生物芯片，它往往集样品处理、检测、分析及结果输出为一体，成为一个微型的片上生物实验室，可以完成如体液成分分析、DNA成分分析等诸多功能。国际上许多著名的公司如Intel、TI、Analog Devices、Honeywell、Motorola等均有积极的MEMS市场开发计划。目前，非传感器类 MEMS 器件的市场还相对较小，但有理由预测，在今后十年，以MOEMS、RF-MEMS、Biochip为代表的非传感器类MEMS器件将会有明显增

16、长。* MEMS产业化进程中的挑战MEMS与IC产业虽然密不可分，但从市场因素看，两者的区别又很大。其一，MEMS广泛的不同用途不易产生相互促进的结果；其二，设计、生产、应用三方的合作和投资都不如相对集中的半导体产业，市场高度分散和零碎；其三，由于MEMS的个性强，很难形成相对统一的设计基础和标准制造工艺，而且封装成本较高，抵消了应用系统的附加价值，从而有碍广泛应用。由于上述的诸多原因，MEMS产业化进程正遇到如下挑战：MEMS加工设备的昂贵以及微加工工艺的多样性；绝大多数MEMS器件都没有精确的解析模型预测其行为；MEMS器件的设计必须同复杂的工艺流程分离，开发出相应的工艺例程，提供与工艺相

17、关的交互式设计接口，降低MEMS的设计门槛，提高器件的工艺性；有关MEMS封装的研究现在还处于初级阶段；MEMS新工艺缺乏质量评估，导致成品率不高；MEMS专业技术人员还非常匮乏；MEMS专业人员培养时间长、投入大。MEMS可以说是微电子技术的又一次革命，对21世纪的科学技术、生产方式和人类生活质量都会有深远的影响。2 MEMS压电式加速度传感器2.1 MEMS加速度计工作原理加速度计是一种惯性传感器，能够测量物体的加速力。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就比如地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。MEMS(Micro Electro Mechanica

18、l Systems)加速度计就是使用MEMS技术制造的加速度计。由于采用了微机电系统技术，使得其尺寸大大缩小，一个MEMS加速度计只有指甲盖的几分之一大小。MEMS加速度计具有体积小、重量轻、能耗低等优点。* MEMS加速度计工作原理技术成熟的MEMS加速度计分为三种:压电式、容感式、热感式。一般加速度计有两块芯片组成，一块是MEMS传感器，另一块是客户化的信号处理芯片。加速度计也称惯性传感器，因为它的工作原理就是靠MEMS中可移动部分的惯性。由于中间电容板的质量很大，而且它是一种悬臂构造，当速度变化或者加速度达到足够大时，它所受到的惯性力超过固定或者支撑它的力，这时候它会移动，它跟上下电容板

19、之间的距离就会变化，上下电容就会因此变化。电容的变化跟加速度成正比。根据不同测量范围，中间电容板悬臂构造的强度或者弹性系数可以设计得不同。还有如果要测量不同方向的加速度，这个MEMS的结构会有很大的不同。电容的变化会被另外一块专用芯片转化成电压信号，有时还会把这个电压信号放大。电压信号在数字化后经过一个数字信号处理过程，在零点和灵敏度校正后输出。加速度计还有一个自测试功能。当它刚通电时，逻辑控制会向自测试电路发出命令。自测试电路产生一个直流电压加载到MEMS芯片的自测试电路板上，中间可活动电容板就会因静电吸引而下移。接下来的处理过程跟测试真的加速度一样。* MEMS加速度计的用途通过测量由于重

20、力引起的加速度，你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，你可以分析出设备移动的方式。现在工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。另外一个用处就是在目前的数码相机和摄像机里，用MEMS加速度计来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。MEMS加速度计还可以用来分析发动机的振动。汽车防撞气囊的启动也可以由MEMS加速度计控制。由此可见MEMS加速度计可以在我们的生活中发挥重要作用。归纳其应用主要有以下几个方面：振动检测、姿态控制、安防报警、消费应用、动作识别、状态记录等。2.2 压电式MEMS加速度传感器* MEMS压电式加速度计的工作原理压电式加

21、速度传感器又称压电加速度计。它也属于惯性式传感器。它是利用某些物质如石英晶体的压电效应，其内部有一个刚体支撑的质量块，在有运动的情况下质量块会产生压力，刚体产生应变，把加速度转变成电信号输出。由于压电式MEMS加速度计内部有刚体支撑的存在，通常情况下，压电式MEMS加速度计只能感应到“动态”加速度。结构如下图所示 压电元件一般由两块压电片组成，在两个压电片相接触的表面上镀银层，并在银层上焊接输出引线。输出线的另一端直接与基座相连。相当于并联连接。在压电元件上，以一定的预紧力安装一质量块，整个组件装在一个有厚基座的金属壳体中。测量时，通过基座底部的螺孔将传感器与试件刚性地固定在一起，传感器感受与

22、试件相同频率的振动。由于压紧在质量块上的弹簧刚度很大，因此质量块也感受与试件相同的振动。质量块就以一正比于加速度的交变力作用在压电片上。传感器的输出电荷(或电压)与作用力成正比，也就与试件的加速度成正比。压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，而且其表面电荷密度与应力成正比。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸

23、缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。 常见性能参数测量范围 0.001800Mpa灵敏度 0.21000PC/Mpa非线性 0.31%FS重复性 0.51%FS迟滞 1%FS 固有频率 75500kHz温度漂移 0.020.5% FS /加速度灵敏度 0.01100MPa/g灵敏度温度系数 0.020.5%/工作温度 -196+200 压电式加速度计的特点：结构简单，无法测直流，温度系数大，量程大、频带宽、安装简单、适用于各种恶劣环境、体积小、重量轻。它广泛应用于振动冲击测试、信号分析、故障诊断、振动校准等方面。 3 加速度计结构的优化设计在这个项目中，要求设计一个加速

24、度计。项目给出了一些约束条件和一些结构参数，要求根据要求的约束条件确定L1, L2, L3 and ym 。这里用到了优化设计，找出符合约束条件的优化解。我们从分析结构的弹性入手，把Beam 1和Beam3看作guided，直接利用了以前的结果，再利用梁的串联得出了器件的弹性系数，然后经过理论推导导出器件面积，最大加速度和加速度分辨力的表达式，最后把所有的约束条件加在这些表达式上，利用数学软件maple的optimization工具包进行了优化，得出了最佳的结果。在整个的分析过程中，我们做了以下假设：（1）梁没有上下运动，只有平面的水平左右运动。（2）质量块是刚性的，并且没有转动。（3）梁和梁

25、之间的连接是刚性的。（4）Anchor是固定的。（5）梁没有伸长。（6）Beam4是刚性的。（7）Beam2 没有弯曲，只有水平的伸长。（8）忽略重力的影响。 这些假设是十分必要和合理的，并且在解决问题的过程中起到了非常重要的作用。3.1 加速度计的理论分析1加速度计上半部分总的弹性系数k的计算。加速度计上半部分可以看作Leg1与Leg2的并联，其中Leg1为Beam1,Beam2,Beam3的串联，Leg2为Beam5,Beam6,Beam7的串联。这里假定Beam4为刚性。之所以能采用串并联的方法计算加速度计的弹性系数，是因为maple计算表明，只要L2足够短（小于40微米），用串并联方法

26、计算得到的k与用project1的结论计算出的k相差不大，而用串并联方法可以大大简化计算，从而提高优化计算的精度和速度。假设Beam1和Beam3属于guided类型，而Beam2只伸长但不弯曲，则这三个Beam的弹性系数分别为：所以加速度计上半部总的弹性系数k为：2器件的总面积（包括上半部分和下半部分）AD的计算。 显然，3直流加速度分辨力ar的计算。4直流加速度量程的计算。最大应力出现在Beam1的末端，即Beam1与Beam2相交之处。由于，所以，3.2 加速度计的优化分析与设计本project所要求的约束条件如下，梁的长度尺度约束，（在此条件下，为冗余条件），梁的应力约束（Maximu

27、m stress in suspension）smax 1.6GPa，在这些不等式约束下的性能指标包括，器件总面积（Maximum die area）要求，加速度计的最小加速度分辨率（Minimum DC acceleration resolution）ar 0.001g，最大可测加速度（Maximum DC acceleration survival）amax 2000g。在经过优化计算后发现，这3项性能指标中，始终能很好的满足指标，而最小加速度分辨率和器件总面积两者不能同时满足指标，这时，我们根据不同的设计要求，分别以和作为目标函数，分别在相应的不等式约束下进行优化计算，来选取合适的参数值

28、，使目标函数获得最小值。（1）满足指标，把其作为约束条件，取（加速度分辨率）为目标函数，在对beam1，beam3在做guided beam近似时，我们对beam2的假设是beam2伸长不弯曲，所以取beam2的最小值，同时为了保证面积最小，我们取作为定约束，这样参数就变成和两个，使用maple 9.5中的非线性优化函数，对优化后的计算结果是：，,，此时，满足指标，很好的满足指标，而是指标0.001g的181584.5918倍，但在某些测量高加速度的应用中，还是可以胜任。（2）满足指标ar 0.001g，把其作为约束条件，取为目标函数，这时，约束条件:，使用maple 9.5中的非线性优化函数

29、，对优化后的计算结果是：此时，ar = 0.001g，满足指标，也很好的满足指标，而是指标中的7.919倍，为，如果可以牺牲一些面积，则可以获得比较大范围的加速度量程，从0.001g到5986.645g，性能良好。3.3 对研究结果进行总结 在一些合理的假设的基础上，从分析梁的弹性入手，得出器件的弹性系数，在通过理论分析得出器件的总面积AD，直流加速度分辨力ar，直流加速度量程的表达式，最后经过maple9.5的优化得出结果为这个结果能满足绝大部分的约束条件，但是器件的面积比约束的条件要高一些，但这换来的是较大范围的加速度量程，权衡一下，综合性能应该比较良好。Maple Source Code

30、： restart:#重新启动。注：本程序的一切物理量均采用国际单位待添加的隐藏文字内容2with(Optimization):#加载优化工具包 h1:=2e-6:#输入beam1的宽度h2:=2e-6:# 输入beam2的宽度h3:=2e-6:# 输入beam3的宽度b1:=2e-6:# 输入beam1的厚度b2:=2e-6:# 输入beam2的厚度b3:=2e-6:# 输入beam3的厚度bm:=2e-6:# 输入质量块的厚度E1:=160e9:# 输入beam1的杨氏模量E2:=160e9:# 输入beam2的杨氏模量E3:=160e9:# 输入beam3的杨氏模量Lb:=100e-6:

31、# 输入中间那根刚性梁的长度xm:=Lb+2*L2+2*h1+2*h3:#输入质量块的长度 k1:=E1*b1*h13/L13:#计算beam1的弹性系数k2:=E2*b2*h2/L2:# 计算beam2的弹性系数k3:=E3*b3*h33/L33:# 计算beam3的弹性系数k:=2/(1/k1+1/k2+1/k3);#计算上半部总的弹性系数 AD:=2*xm*(ym+L3+h2);#计算器件的总面积ar:=k*1e-14/2.33e3/xm/ym2/bm;#计算直流加速度分辨力amax:=1.6e9*h32/3/L3/2.33e3/xm/ym;#计算直流加速度量程#optimization

32、 1 RESULT:=NLPSolve(AD,ym=0,L1=20e-6,L2=20e-6,L3=20e-6,L3=L1+52e-6,ar =subs(RESULT21.4,);#将优化求解的结果L1,L2,L3,ym的值代入AD,ar,amax进行检验，检验结果表明：ar和amax均合格，而AD不合格，因为0.198e-6平方米，约等于题目要求的25e-9平方米的8倍#optimization 2 AD2:=subs(L2=20e-6,L3=52e-6+L1,AD);ar2:=subs(L2=20e-6,L3=52e-6+L1,ar);amax2:=subs(L2=20e-6,L3=52e-

33、6+L1,amax); #分别将L2,L3的最小值代入AD,ar,amax的表达式RESULT2:=NLPSolve(ar2,ym=0,L1=20e-6,AD2 =subs(RESULT221.2, );#将优化求解的结果L1,ym的值代入AD2,ar2,amax2进行检验，检验结果表明：AD2和amax2均合格，而ar2不合格，因为1779.5米/秒2，约等于题目要求的9.8e-3米/秒2的181585倍。4 结束语本文充分利用了优化设计的方法，针对一个具体的加速度计进行参数优化设计，并对优化所得出的设计结果进行比较。由于 （1）在器件的总面积Ad不合格的情况下，加速度是题目要求的8倍， （

34、2）在加速度分辨力Ar不合格的情况下，加速度是题目要求的181585倍。 因此，最终决定在牺牲器件总面积的情况下，完成对加速度计的优化设计。致 谢在本论文的写作过程中，我的导师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。写作毕业论文是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。参 考 文 献1 WANG Z K, ZONG D G, LU D R, et al. A Silicon micromachined s

35、hock accelerometer with twin-mass-plate structure. Sensors and Actuators, 2006, A 107; 502562 BAO M H. Micro mechanical transducers-pressure sensors. Accelerometers and Cyroscopes, 2000, ELSEVIER.3 张菁华，石庚辰，隋丽微压阻式加速度传感器系统设计 装备指挥技术学院学报4 张维新，朱秀文，毛赣如半导体传感器 天津大学出版社5 田文超 著 微机电系统（MEMS）原理、设计和分析 西安电子科技大学出版社6

36、 黄继昌,徐巧鱼,张海贵,等.传感器工作原理及应用实例 .北京:人民邮电出版社,1998. 160. 7 雷玉堂,王庆有. 光电检测技术 .北京:中国计量出版社,1997. 8 张国忠,赵家贵. 检测技术 .北京:中国计量出版社,1998.9 郁有文,常健,程继红. 传感器原理及工程应用. 2 版. 西安:西安电子科技大学出版社,2004 10 袁希光传感器技术手册北京国防工业出版社 1992Microelectromechanical system (MEMS) parameters and structure optimization designAbstract: put forward

37、 a kind of the piezoelectric acceleration of thousands of new structure model, the piezoelectric accelerometer has small volume, light quality, wide measuring range, etc. Analyzes the piezoelectric sensors as a kind of mechanical and electrical transducer, pressure will be measured power shift accel

38、eration of the specific principle; The paper based on MEMS the piezoelectric accelerometer, the basic principle of the testing system mainly by the base, measure, the foot etc. Finally, with maple9.5 nonlinear function of accelerometer parameters and structure optimization design, and the optimization results are analyzed. Key words: shut the piezoelectric accelerometer; Acceleration pressure; MEMS; Maple9.5 nonlinear function