MEMS加速度计是各种高科技应用的关键器件，不过面临着温度引起的精度漂移的挑战。尽管其在电子设备、导航和监控系统中被广泛使用，但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。
传统的解决方案包括设计对温度不敏感的结构和改进制造工艺，但这些解决方案的成功有限。据麦姆斯咨询报道，浙江大学的科研团队最近领导的一项MEMS加速度计研究于2024年1月18日发表在《微系统与纳米工程》期刊上，介绍了一种基于刚度调谐的创新MEMS加速度计，它具有更高的精度和稳定性。该器件以其自定心和刚度控制能力而受到关注，代表了加速度计技术的重大进步。
自定心和刚度调谐的MEMS加速度计的设计与制造
该研究展示了一种配备新型双闭环系统的MEMS加速度计，集成了直流（DC）/交流（AC）静电调谐，可实现有效的刚度调整和几何偏移校准。该MEMS加速度计克服了常见的温度漂移问题，提高了器件的精度和可靠性。
该MEMS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。参考位置和调谐电压的实时调整能够补偿残余温度漂移，实现约7μg/°C的温度漂移系数和小于1μg的Allan偏置不稳定性。
浙江大学副教授马志鹏表示：“我们的研究标志着MEMS惯性传感技术向前迈出了实质性的一步，为基于准零刚度的加速度计在精度和温度稳定性方面提供了显著的改进。”
这项创新技术不仅解决了温度漂移的长期挑战，还为在太空探索和环境监测等关键领域更可靠、更准确的加速度计应用铺平了道路，有望彻底改变高精度测量和控制系统。
论文信息：DOI: 10.1038/s41378-023-00647-4
