基于SOI工艺的水平振动梳状硅微谐振器的品质因数Q值在真空封装下能达到105量级以上。但是在常压下,由于受到空气阻尼的影响,其Q值往往降至102量级甚至更小。增加谐振器质量可以提高Q值,但是会增大谐振器面积使绝缘层难以释放。由此提出了一种减小空气阻尼来提高水平振动谐振器Q值的方法,通过设计一系列不同形状的开孔硅微谐振器并比较其实验数据,得到最优的释放孔结构以减小谐振器所受的空气阻尼从而得到更高的Q值。该研究对水平振动谐振器结构设计有一定意义。

针对侵彻过程中传感器过载失效的问题,提出了一种四边四梁结构的高g压阻加速度传感器。该结构采用硅玻键合技术控制质量块下底面到玻璃底盖的间距为5μm,为系统提供空气阻尼使其处于最佳阻尼状态,同时玻璃底盖起到了过载保护作用,仿真分析表明该结构可承受200000 gn的加速度载荷。最后对加工出的加速度计进行初步的测试,其灵敏度为4.5μV/g,线性度为3.1%。

针对电-机械转换器的空气阻尼问题，基于动网格技术，对三种不同结构的推力线圈骨架的运动空气阻尼进行了CFD计算。仿真结果表明，随着运动频率和速度的增大，推力线圈骨架的空气阻尼效应更加显著。通过对推力线圈骨架的端部开孔，可以大大改善其空气流通特性、压力和速度分布更合理。结构二的空气阻尼较结构一减小81％，结构三的空气阻尼较结构一减小98％，可知高速工况下作用于电-机械转换器的空气阻尼能够通过优化其结构而得到减小。