Конструкция чувствительного элемента дифференциального емкостного MEMS-акселерометра
12 мая 2026В дифференциальных емкостных акселерометрах ядром конструкции является «сэндвич»-структура: в центре расположен подвижный чувствительный массовый блок, выступающий общим электродом, а сверху и снизу размещены неподвижные электроды. Когда ускорение отсутствует, массовый блок находится в центре, и верхняя и нижняя емкости равны: 
Когда ускорение α действует вдоль чувствительной оси, инерционная сила 
вызывает смещение массового блока 
. В этот момент верхняя и нижняя емкости становятся: 
Для извлечения сигнала в этой схеме обычно используется дифференциальный полумост. Связь между выходным напряжением и разностью емкостей имеет вид:
Подставляя приведенное выше выражение для емкостей:
Следовательно, получаем компактную линейную зависимость: 
Совместив это с уравнением механического равновесия 
, где k является жесткостью упругой балки, получаем итоговое выражение: 
Преимущество этой схемы заключается в том, что выходной сигнал строго пропорционален ускорению α, а параметры в знаменателе, такие как 
и 
, могут точно контролироваться благодаря точности фотолитографии, что позволяет точно проектировать чувствительность. Одновременно дифференциальная структура устраняет синфазные помехи, такие как температурный дрейф и колебания питания, поэтому это решение давно считается инженерно зрелым.