时，质量块受到惯性力的作用，弹性元件101发生形变，导致由弹性元件101与基座102形成的F-P腔的腔长发生变化，准直管103保证光纤104上表面与基座102下表面紧密接触，通过光纤104进行信号的传输，再由后端进行信号的处理与分析，得出加速度值。
[0031 ] 经过试验测试，300件通过MEMS工艺制作的F_P腔的腔长范围可控制在105 μπι±5 μπι。经过在振动台振动测试，基于MEMS工艺的光纤加速度传感器的灵敏度可达36nm/g，传感器的频率响应范围可达20Hz?2.5kHz。
[0032]实施例2
[0033]如图2、图4所示，一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，包括弹性元件101、基座102、准直管103以及光纤104 ;弹性元件101为中心带有凸台的结构，凸出位置命名为质量块106，平台位置命名为弹性梁105 ;基座102为凹槽结构；准直管103为中空圆柱体，用于固定光纤104 ;弹性元件101、基座102与准直管103依次固定连接；光纤104通过准直管103后与基座102固定连接；
[0034]所述凹槽底面中心点与弹性元件101底面中心点对应，两中心点连成一条直线，该直线即为光纤加速度传感器的中心线；
[0035]所述光纤加速度传感器沿竖直方向的中心线左右对称；
[0036]所述弹性元件101的材料为硅片；所述基座102的材料为二氧化硅；所述准直管103的材料为二氧化硅；所述的光纤104为多模光纤；
[0037]所述的弹性元件101与基座102采用MEMS工艺连接；所述的准直管103与基座102采用胶粘技术连接；所述的光纤104与准直管103采用胶粘技术连接。
[0038]所述的弹性元件101为薄膜结构，形状为矩形；
[0039]所述的基座102为矩形或圆形；
[0040]所述凹槽为类圆弧形，即在圆弧形距离弹性元件101底面最远的位置设置为平面，该平面的中心点也就是圆弧的中心点；该平面与弹性元件101底面相互平行；
[0041]工作过程:传感器受到外界的振动时，质量块106受到惯性力的作用，弹性梁105发生形变，导致由弹性元件101与基座102形成的F-P腔的腔长发生变化，通过光纤104进行信号的传输，再由后端进行信号的处理与分析，得出加速度值。
[0042]以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:包括弹性元件(101)、基座(102)、准直管(103)以及光纤(104);弹性元件(101)为中心带有凸台的结构，凸出位置命名为质量块(106)，平台位置命名为弹性梁(105);基座(102)为凹槽结构；准直管(103)为中空圆柱体，用于固定光纤(104);弹性元件(101)、基座(102)与准直管(103)依次固定连接；光纤(104)通过准直管(103)后与基座(102)固定连接。2.如权利要求1所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:所述凹槽底面中心点与弹性元件(101)底面中心点对应，两中心点连成一条直线，该直线即为光纤加速度传感器的中心线，光纤加速度传感器沿中心线左右对称。3.如权利要求1或2所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:需保证所述凹槽底面有部分为平面，且该平面需将凹槽底面中心点包含其中；该平面与弹性元件(101)底面相互平行。4.如权利要求1所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:所述弹性元件(101)的材料为硅片；所述基座(102)的材料为二氧化硅；所述准直管(103)的材料为二氧化硅或石英。5.如权利要求1或4所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:所述的弹性元件(101)与基座(102)采用MEMS工艺连接；所述的准直管(103)与基座(102)采用激光焊接工艺或胶粘技术连接；所述的光纤(104)与准直管(103)采用激光焊接技术或胶粘技术连接。6.如权利要求1或2或4所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:所述的弹性元件(101)为薄膜结构，形状为圆形或者矩形。7.如权利要求1或4所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:所述的基座(102)为矩形或圆形。8.如权利要求1或2所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:所述凹槽为矩形、圆弧形、圆柱形或其他轴对称的形状。9.如权利要求1所述的一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，其特征在于:工作过程:传感器受到外界的振动时，质量块(106)受到惯性力的作用，弹性梁(105)发生形变，导致由弹性元件(101)与基座(102)形成的F-P腔的腔长发生变化，通过光纤(104)进行信号的传输，再由后端进行信号的处理与分析，得出加速度值。
【专利摘要】本发明涉及一种基于MEMS工艺的光纤加速度传感器，属于光纤传感领域。本发明利用硅片进行刻蚀，形成弹性元件，利用二氧化硅刻蚀形成基座，将弹性元件与基座键合构成F-P腔，后端通过激光器焊接或胶粘工艺与准直管及光纤连接，形成光纤加速度传感器。当外界产生振动时，弹性元件会发生变形，导致F-P腔的腔长发生变化，通过腔长的变化量就可以得知相应的加速度值。本发明的优点在于体积小，重量轻，抗电磁干扰等。本发明具有较高的灵敏度及响应频率，可以实现高精度加速度的测量。
【IPC分类】G01P15/03
【公开号】CN105353165
【申请号】CN201510901206
【发明人】张毅翔, 张慧君
【申请人】中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月8日