《表2 TWDSMA的左右谐振器谐响应仿真结果Tab.2 Harmonic response simulation results of the TWDSMA's left and righ

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《左右分布式高灵敏硅微谐振加速度计结构设计》

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谐响应分析是一种特殊的时域分析方法，用于确定结构在按简谐波变化的各种载荷下的稳态响应。这里的响应主要包括目标结构的位移、应力和应变[12-13]。在TWDSMA的谐响应分析中，施加的固定幅值的简谐力是用于模拟驱动电容对谐振梁结构产生的静电力的。经过扫频仿真分析，观察谐振梁在何频率处产生谐振峰值，以及峰值的大小。最后根据仿真结果分析所施加的静电驱动力的方式、部位和大小是否合适。仿真时模拟实际电容驱动力的加载方式，分别在左右音叉电容外侧施加一个大小为0.5μN，沿X轴的按正弦变化的力。对于左音叉谐振器，为了观察驱动方式是否易受干扰模态的影响，设置扫频范围为145~155 k Hz，包含了第42阶模态和第43阶工作模态的谐振频率，在扫频过程中同时观测左和右谐振器沿X，Y和Z 3个方向的位移情况，如图3所示。当驱动左谐振器时，其在X方向的位移最大，峰值出现在149.5k Hz，对应的最大振幅（Amp，max）为0.185μm，同时，以同样的方式对右谐振器进行谐响应分析，结果如图4所示。当驱动右谐振器时，其在X方向的位移最大，峰值出现在150.8 k Hz，对应的最大振幅为0.182μm，其他各方向的最大位移如表2所示。