基于刚度调谐的MEMS加速度计可改进运动检测技术

MEMS加速度计对于各种高科技应用至关重要，但面临着温度引起的精度漂移的挑战。尽管它们广泛应用于电子、导航和监控系统，但它们的性能会受到机械和电子部件温度影响的影响，从而导致不准确。

传统的解决方案涉及设计对温度不敏感的结构和改进制造工艺，但这些方法的成功有限。

浙江大学专家团队领导的一项最新研究于2024年1月18日发表在《微系统与纳米工程》杂志上，介绍了一种基于刚度调谐的创新MEMS加速度计，具有更高的精度和稳定性。该设备以其自定心和刚度控制能力而闻名，代表了加速度计技术的重大进步。

该研究展示了配备新型双闭环系统的MEMS加速度计，该系统集成了直流/交流静电调谐，可实现有效的刚度调整和几何偏移校准。该系统解决了温度漂移的常见问题，提高了设备​​的精度和可靠性。

加速度计的设计采用自定心闭环来准确确定最佳参考位置，并采用刚度闭环来在温度变化的情况下保持有效刚度。通过实时调整参考位置和调谐电压，可以补偿残余温度漂移，实现约7μg/°C的温度漂移系数和小于1μg的Allan偏置不稳定性。

首席研究员马志鹏博士表示：“我们的研究标志着MEMS技术向前迈出了实质性的一步，为基于准零刚度的加速度仪器在精度和温度稳定性方面提供了显着的改进。”

这项创新不仅解决了长期存在的温度漂移挑战，还为太空探索和环境监测等关键领域更可靠、更准确的应用铺平了道路，有望彻底改变高精度测量和控制系统。