石英音叉谐振式温度敏感元件设计

摘要

针对高精度温度测量需求,设计了一种新切型石英音叉谐振式温度敏感元件,通过悬臂梁弯曲振动微分方程理论计算和有限元预应力大形变模态仿真,分析了敏感元件的温频特性.采用石英MEMS加工工艺,研制出石英谐振式温度敏感元件,封装成测试样机,搭建温度测试平台并对原理样机进行性能测试.与理论计算和有限元仿真结果进行比对,可知理论计算和有限元仿真能准确反映出敏感元件的温频特性.在-40～60℃的温度范围内,样机的测试结果为:标称频率为67 377.656 Hz,灵敏度为-0.71 Hz/℃,一阶频率-温度系数为-1.225 1 ×l0-5℃-1,重复性为0.022％,迟滞为0.054％.