CN102928622A - 梁岛塔形压阻式三轴mems高量程加速度传感器阵列 - Google Patents

Abstract

本发明涉及MEMS传感器，具体是一种梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列。本发明解决了现有压阻式MEMS加速度传感器耦合过大、机械精度低、以及体积和质量过大的问题。梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，包括第一六梁双岛T形结构传感器、第二六梁双岛T形结构传感器、以及四梁锥台结构传感器；所述第一六梁双岛T形结构传感器包括X轴加速度传感器、Z轴低量程加速度传感器、以及第一正方形硅基框架；所述第二六梁双岛T形结构传感器包括Y轴加速度传感器、Z轴中量程加速度传感器、以及第二正方形硅基框架。本发明适用于测量高量程的冲击加速度。

Description

梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列

技术领域

本发明涉及MEMS传感器，具体是一种梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列。

背景技术

MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）加速度传感器广泛应用于车辆、测试、航空航天等领域。MEMS加速度传感器通常分为压电式MEMS加速度传感器、电容式MEMS加速度传感器、压阻式MEMS加速度传感器、隧道式MEMS加速度传感器等类型。其中，压阻式MEMS加速度传感器因其具有尺寸小、无迟滞、动态响应特性及输出性好、频率范围宽、测量加速度范围宽、直接输出电压信号、批量生产成本低、与硅集成电路平面工艺兼容性好等一系列优点，应用最为广泛。现有压阻式MEMS加速度传感器的结构通常分为单质量块结构、单片三轴结构、由三个单轴加速度传感器组装而成的三轴结构等类型。其中，单质量块结构存在耦合过大的问题。单片三轴结构和由三个单轴加速度传感器组装而成的三轴结构存在机械精度低、以及体积和质量过大的问题。基于此，有必要发明一种全新的MEMS加速度传感器，以解决现有压阻式MEMS加速度传感器耦合过大、机械精度低、以及体积和质量过大的问题。

发明内容

本发明为了解决现有压阻式MEMS加速度传感器耦合过大、机械精度低、以及体积和质量过大的问题，提供了一种梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列。

本发明是采用如下技术方案实现的：梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，包括第一六梁双岛T形结构传感器、第二六梁双岛T形结构传感器、以及四梁锥台结构传感器；所述第一六梁双岛T形结构传感器包括X轴加速度传感器、Z轴低量程加速度传感器、以及第一正方形硅基框架；X轴加速度传感器包括右侧矩形质量块、右侧连接梁、右上侧检测梁、右下侧检测梁、以及由第一-第四压敏元件-构成的第一惠斯通电桥；右侧矩形质量块支悬于第一正方形硅基框架的内腔右侧；右侧连接梁沿右侧矩形质量块的宽度方向中心线设置，且右侧矩形质量块的右侧长边通过右侧连接梁与第一正方形硅基框架的右侧内壁固定；右上侧检测梁沿右侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且右侧矩形质量块的上侧短边通过右上侧检测梁与第一正方形硅基框架的上侧内壁固定；右下侧检测梁沿右侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且右侧矩形质量块的下侧短边通过右下侧检测梁与第一正方形硅基框架的下侧内壁固定；第一压敏元件安装于右上侧检测梁的上端左侧；第二压敏元件安装于右上侧检测梁的上端右侧；第三压敏元件安装于右下侧检测梁的下端左侧；第四压敏元件安装于右下侧检测梁的下端右侧；Z轴低量程加速度传感器包括左侧矩形质量块、左侧连接梁、左上侧检测梁、左下侧检测梁、以及由第五-第八压敏元件-构成的第二惠斯通电桥；左侧矩形质量块支悬于第一正方形硅基框架的内腔左侧；左侧连接梁沿左侧矩形质量块的宽度方向中心线设置，且左侧矩形质量块的左侧长边通过左侧连接梁与第一正方形硅基框架的左侧内壁固定；左上侧检测梁沿左侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且左侧矩形质量块的上侧短边通过左上侧检测梁与第一正方形硅基框架的上侧内壁固定；左下侧检测梁沿左侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且左侧矩形质量块的下侧短边通过左下侧检测梁与第一正方形硅基框架的下侧内壁固定；第五压敏元件安装于左上侧检测梁的上端中央；第六压敏元件安装于左上侧检测梁的下端中央；第七压敏元件安装于左下侧检测梁的上端中央；第八压敏元件安装于左下侧检测梁的下端中央；所述第二六梁双岛T形结构传感器包括Y轴加速度传感器、Z轴中量程加速度传感器、以及第二正方形硅基框架；Y轴加速度传感器包括上侧矩形质量块、上侧连接梁、上左侧检测梁、上右侧检测梁、以及由第九-第十二压敏元件-构成的第三惠斯通电桥；上侧矩形质量块支悬于第二正方形硅基框架的内腔上侧；上侧连接梁沿上侧矩形质量块的宽度方向中心线设置，且上侧矩形质量块的上侧长边通过上侧连接梁与第二正方形硅基框架的上侧内壁固定；上左侧检测梁沿上侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且上侧矩形质量块的左侧短边通过上左侧检测梁与第二正方形硅基框架左侧内壁固定；上右侧检测梁沿上侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且上侧矩形质量块的右侧短边通过上右侧检测梁与第二正方形硅基框架右侧内壁固定；第九压敏元件安装于上左侧检测梁的左端下侧；第十压敏元件安装于上左侧检测梁的左端上侧；第十一压敏元件安装于上右侧检测梁的右端下侧；第十二压敏元件安装于上右侧检测梁的右端上侧；Z轴中量程加速度传感器包括下侧矩形质量块、下侧连接梁、下左侧检测梁、下右侧检测梁、以及由第十三-第十六压敏元件-构成的第四惠斯通电桥；下侧矩形质量块支悬于第二正方形硅基框架的内腔下侧；下侧连接梁沿下侧矩形质量块的宽度方向中心线设置，且下侧矩形质量块的下侧长边通过下侧连接梁与第二正方形硅基框架的下侧内壁固定；下左侧检测梁沿下侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且下侧矩形质量块的左侧短边通过下左侧检测梁与第二正方形硅基框架左侧内壁固定；下右侧检测梁沿下侧矩形质量块的长度方向中心线设置，且下侧矩形质量块的右侧短边通过下右侧检测梁与第二正方形硅基框架右侧内壁固定；第十三压敏元件安装于下左侧检测梁的左端中央；第十四压敏元件安装于下左侧检测梁的右端中央；第十五压敏元件安装于下右侧检测梁的左端中央；第十六压敏元件安装于下右侧检测梁的右端中央；所述四梁锥台结构传感器包括Z轴高量程加速度传感器、以及第三正方形硅基框架；Z轴高量程加速度传感器包括正方形质量块、上侧检测梁、下侧检测梁、左侧检测梁、右侧检测梁、以及由第十七-第二十压敏元件-构成的第五惠斯通电桥；正方形质量块支悬于第三正方形硅基框架的内腔中央；上侧检测梁沿正方形质量块的中心线设置，且正方形质量块的上侧边通过上侧检测梁与第三正方形硅基框架的上侧内壁固定；下侧检测梁沿正方形质量块的中心线设置，且正方形质量块的下侧边通过下侧检测梁与第三正方形硅基框架的下侧内壁固定；左侧检测梁沿正方形质量块的中心线设置，且正方形质量块的左侧边通过左侧检测梁与第三正方形硅基框架的左侧内壁固定；右侧检测梁沿正方形质量块的中心线设置，且正方形质量块的右侧边通过右侧检测梁与第三正方形硅基框架的右侧内壁固定；第十七压敏元件安装于上侧检测梁的上端中央；第十八压敏元件安装于右侧检测梁的右端中央；第十九压敏元件安装于下侧检测梁的下端中央；第二十压敏元件安装于左侧检测梁的左端中央；第一正方形硅基框架的右侧外壁与第二正方形硅基框架的左侧外壁紧贴固定；第二正方形硅基框架的右侧外壁与第三正方形硅基框架的左侧外壁紧贴固定。

工作时，第一正方形硅基框架、第二正方形硅基框架、第三正方形硅基框架均制作于同一硅基底上。具体工作过程包括：一、第一六梁双岛T形结构传感器的工作过程如下：当X轴加速度传感器中的右侧矩形质量块敏感到加速度时，右上侧检测梁和右下侧检测梁受到硅基底内沿X轴方向（即检测梁的长度方向）的应力变化，应力变化信号通过第一惠斯通电桥输出，由此实现对X轴方向的加速度进行检测。当Z轴低量程加速度传感器中的左侧矩形质量块敏感到加速度时，左上侧检测梁和左下侧检测梁受到沿Z轴方向（即与硅基底垂直的方向）的应力变化，应力变化信号通过第二惠斯通电桥输出，由此实现对Z轴方向的加速度进行检测。二、第二六梁双岛T形结构传感器的工作过程如下：当Y轴加速度传感器中的上侧矩形质量块敏感到加速度时，上左侧检测梁和上右侧检测梁受到硅基底内沿Y轴方向（即检测梁的长度方向）的应力变化，应力变化信号通过第三惠斯通电桥输出，由此实现对Y轴方向的加速度进行检测。当Z轴中量程加速度传感器中的下侧矩形质量块敏感到加速度时，下左侧检测梁和下右侧检测梁受到硅基底内沿Z轴方向（即与硅基底垂直的方向）的应力变化，应力变化信号通过第四惠斯通电桥输出，由此实现对Z轴方向的加速度进行检测。三、四梁锥台结构传感器的工作过程如下：当Z轴高量程加速度传感器中的正方形质量块敏感到加速度时，上侧检测梁、下侧检测梁、左侧检测梁、右侧检测梁受到硅基底内沿Z轴方向（即与硅基底垂直的方向）的应力变化，应力变化信号通过第五惠斯通电桥输出，由此实现对Z轴方向的加速度进行检测。基于上述过程，本发明所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列实现了对X轴、Y轴、Z轴三个方向的加速度进行检测。与现有压阻式MEMS加速度传感器相比，本发明所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列具有如下优点：与单质量块结构相比，本发明所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列耦合更小。与单片三轴结构和由三个单轴加速度传感器组装而成的三轴结构相比，本发明所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列机械精度更高、体积和质量更小。综上所述，本发明所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列基于全新结构，有效解决了现有压阻式MEMS加速度传感器耦合过大、机械精度低、以及体积和质量过大的问题。

本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有压阻式MEMS加速度传感器耦合过大、机械精度低、以及体积和质量过大的问题，适用于测量高量程的冲击加速度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的X轴加速度传感器的结构示意图。

图3是本发明的Z轴低量程加速度传感器的结构示意图。

图4是本发明的Y轴加速度传感器的结构示意图。

图5是本发明的Z轴中量程加速度传感器的结构示意图。

图6是本发明的四梁锥台结构传感器的结构示意图。

图中：1-第一正方形硅基框架，2-右侧矩形质量块，3-右侧连接梁，4-右上侧检测梁，5-右下侧检测梁，6-第一压敏元件，7-第二压敏元件，8-第三压敏元件，9-第四压敏元件，10-左侧矩形质量块，11-左侧连接梁，12-左上侧检测梁，13-左下侧检测梁，14-第五压敏元件，15-第六压敏元件，16-第七压敏元件，17-第八压敏元件，18-第二正方形硅基框架，19-上侧矩形质量块，20-上侧连接梁，21-上左侧检测梁，22-上右侧检测梁，23-第九压敏元件，24-第十压敏元件，25-第十一压敏元件，26-第十二压敏元件，27-下侧矩形质量块，28-下侧连接梁，29-下左侧检测梁，30-下右侧检测梁，31-第十三压敏元件，32-第十四压敏元件，33-第十五压敏元件，34-第十六压敏元件，35-第三正方形硅基框架，36-正方形质量块，37-上侧检测梁，38-下侧检测梁，39-左侧检测梁，40-右侧检测梁，41-第十七压敏元件，42-第十八压敏元件，43-第十九压敏元件，44-第二十压敏元件，45-倒塔形孔洞。

具体实施方式

梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，包括第一六梁双岛T形结构传感器、第二六梁双岛T形结构传感器、以及四梁锥台结构传感器；

所述第一六梁双岛T形结构传感器包括X轴加速度传感器、Z轴低量程加速度传感器、以及第一正方形硅基框架1；

X轴加速度传感器包括右侧矩形质量块2、右侧连接梁3、右上侧检测梁4、右下侧检测梁5、以及由第一-第四压敏元件6-9构成的第一惠斯通电桥；右侧矩形质量块2支悬于第一正方形硅基框架1的内腔右侧；右侧连接梁3沿右侧矩形质量块2的宽度方向中心线设置，且右侧矩形质量块2的右侧长边通过右侧连接梁3与第一正方形硅基框架1的右侧内壁固定；右上侧检测梁4沿右侧矩形质量块2的长度方向中心线设置，且右侧矩形质量块2的上侧短边通过右上侧检测梁4与第一正方形硅基框架1的上侧内壁固定；右下侧检测梁5沿右侧矩形质量块2的长度方向中心线设置，且右侧矩形质量块2的下侧短边通过右下侧检测梁5与第一正方形硅基框架1的下侧内壁固定；第一压敏元件6安装于右上侧检测梁4的上端左侧；第二压敏元件7安装于右上侧检测梁4的上端右侧；第三压敏元件8安装于右下侧检测梁5的下端左侧；第四压敏元件9安装于右下侧检测梁5的下端右侧；

Z轴低量程加速度传感器包括左侧矩形质量块10、左侧连接梁11、左上侧检测梁12、左下侧检测梁13、以及由第五-第八压敏元件14-17构成的第二惠斯通电桥；左侧矩形质量块10支悬于第一正方形硅基框架1的内腔左侧；左侧连接梁11沿左侧矩形质量块10的宽度方向中心线设置，且左侧矩形质量块10的左侧长边通过左侧连接梁11与第一正方形硅基框架1的左侧内壁固定；左上侧检测梁12沿左侧矩形质量块10的长度方向中心线设置，且左侧矩形质量块10的上侧短边通过左上侧检测梁12与第一正方形硅基框架1的上侧内壁固定；左下侧检测梁13沿左侧矩形质量块10的长度方向中心线设置，且左侧矩形质量块10的下侧短边通过左下侧检测梁13与第一正方形硅基框架1的下侧内壁固定；第五压敏元件14安装于左上侧检测梁12的上端中央；第六压敏元件15安装于左上侧检测梁12的下端中央；第七压敏元件16安装于左下侧检测梁13的上端中央；第八压敏元件17安装于左下侧检测梁13的下端中央；

所述第二六梁双岛T形结构传感器包括Y轴加速度传感器、Z轴中量程加速度传感器、以及第二正方形硅基框架18；

Y轴加速度传感器包括上侧矩形质量块19、上侧连接梁20、上左侧检测梁21、上右侧检测梁22、以及由第九-第十二压敏元件23-26构成的第三惠斯通电桥；上侧矩形质量块19支悬于第二正方形硅基框架18的内腔上侧；上侧连接梁20沿上侧矩形质量块19的宽度方向中心线设置，且上侧矩形质量块19的上侧长边通过上侧连接梁20与第二正方形硅基框架18的上侧内壁固定；上左侧检测梁21沿上侧矩形质量块19的长度方向中心线设置，且上侧矩形质量块19的左侧短边通过上左侧检测梁21与第二正方形硅基框架18左侧内壁固定；上右侧检测梁22沿上侧矩形质量块19的长度方向中心线设置，且上侧矩形质量块19的右侧短边通过上右侧检测梁22与第二正方形硅基框架18右侧内壁固定；第九压敏元件23安装于上左侧检测梁21的左端下侧；第十压敏元件24安装于上左侧检测梁21的左端上侧；第十一压敏元件25安装于上右侧检测梁22的右端下侧；第十二压敏元件26安装于上右侧检测梁22的右端上侧；

Z轴中量程加速度传感器包括下侧矩形质量块27、下侧连接梁28、下左侧检测梁29、下右侧检测梁30、以及由第十三-第十六压敏元件31-34构成的第四惠斯通电桥；下侧矩形质量块27支悬于第二正方形硅基框架18的内腔下侧；下侧连接梁28沿下侧矩形质量块27的宽度方向中心线设置，且下侧矩形质量块27的下侧长边通过下侧连接梁28与第二正方形硅基框架18的下侧内壁固定；下左侧检测梁29沿下侧矩形质量块27的长度方向中心线设置，且下侧矩形质量块27的左侧短边通过下左侧检测梁29与第二正方形硅基框架18左侧内壁固定；下右侧检测梁30沿下侧矩形质量块27的长度方向中心线设置，且下侧矩形质量块27的右侧短边通过下右侧检测梁30与第二正方形硅基框架18右侧内壁固定；第十三压敏元件31安装于下左侧检测梁25的左端中央；第十四压敏元件32安装于下左侧检测梁25的右端中央；第十五压敏元件33安装于下右侧检测梁26的左端中央；第十六压敏元件34安装于下右侧检测梁26的右端中央；

所述四梁锥台结构传感器包括Z轴高量程加速度传感器、以及第三正方形硅基框架35；

Z轴高量程加速度传感器包括正方形质量块36、上侧检测梁37、下侧检测梁38、左侧检测梁39、右侧检测梁40、以及由第十七-第二十压敏元件41-44构成的第五惠斯通电桥；正方形质量块36支悬于第三正方形硅基框架35的内腔中央；上侧检测梁37沿正方形质量块36的中心线设置，且正方形质量块36的上侧边通过上侧检测梁37与第三正方形硅基框架35的上侧内壁固定；下侧检测梁38沿正方形质量块36的中心线设置，且正方形质量块36的下侧边通过下侧检测梁38与第三正方形硅基框架35的下侧内壁固定；左侧检测梁39沿正方形质量块36的中心线设置，且正方形质量块36的左侧边通过左侧检测梁39与第三正方形硅基框架35的左侧内壁固定；右侧检测梁40沿正方形质量块36的中心线设置，且正方形质量块36的右侧边通过右侧检测梁40与第三正方形硅基框架35的右侧内壁固定；第十七压敏元件41安装于上侧检测梁37的上端中央；第十八压敏元件42安装于右侧检测梁40的右端中央；第十九压敏元件43安装于下侧检测梁38的下端中央；第二十压敏元件44安装于左侧检测梁39的左端中央；

第一正方形硅基框架1的右侧外壁与第二正方形硅基框架18的左侧外壁紧贴固定；第二正方形硅基框架18的右侧外壁与第三正方形硅基框架35的左侧外壁紧贴固定。

右上侧检测梁4的长度与右下侧检测梁5的长度相等，且右上侧检测梁4的长度大于右侧连接梁3的长度；右上侧检测梁4的厚度与右下侧检测梁5的厚度相等，且右上侧检测梁4的厚度大于右侧连接梁3的厚度；右上侧检测梁4的宽度与右下侧检测梁5的宽度相等，且右上侧检测梁4的宽度大于右侧连接梁3的宽度。

左上侧检测梁12的长度与左下侧检测梁13的长度相等，且左上侧检测梁12的长度大于左侧连接梁11的长度；左上侧检测梁12的厚度、左下侧检测梁13的厚度、左侧连接梁11的厚度均相等；左上侧检测梁12的宽度、左下侧检测梁13的宽度、左侧连接梁11的宽度均相等。

上左侧检测梁21的长度与上右侧检测梁22的长度相等，且上左侧检测梁21的长度大于上侧连接梁20的长度；上左侧检测梁21的厚度与上右侧检测梁22的厚度相等，且上左侧检测梁21的厚度大于上侧连接梁20的厚度；上左侧检测梁21的宽度与上右侧检测梁22的宽度相等，且上左侧检测梁21的宽度大于上侧连接梁20的宽度。

下左侧检测梁29的长度与下右侧检测梁30的长度相等，且下左侧检测梁29的长度大于下侧连接梁28的长度；下左侧检测梁29的厚度、下右侧检测梁30的厚度、下侧连接梁28的厚度均相等；下左侧检测梁29的宽度与下右侧检测梁30的宽度相等，且下侧连接梁28的宽度等于下左侧检测梁29的宽度的两倍。

上侧检测梁37的厚度、下侧检测梁38的厚度、左侧检测梁39的厚度、右侧检测梁40的厚度均相等；上侧检测梁37的宽度、下侧检测梁38的宽度、左侧检测梁39的宽度、右侧检测梁40的宽度均相等。

正方形质量块36的表面中央贯通开设有倒塔形孔洞45。

第十七压敏元件41沿上侧检测梁37的长度方向安装于上侧检测梁37上；第十八压敏元件42沿右侧检测梁40的宽度方向安装于右侧检测梁40上；第十九压敏元件43沿下侧检测梁38的长度方向安装于下侧检测梁38上；第二十压敏元件44沿左侧检测梁39的宽度方向安装于左侧检测梁39上。

具体实施时，右上侧检测梁4的厚度、右下侧检测梁5的厚度均为100微米。右侧连接梁3的厚度为30微米。左上侧检测梁12的厚度、左下侧检测梁13的厚度、左侧连接梁11的厚度均为100微米。左上侧检测梁12的宽度、左下侧检测梁13的宽度、左侧连接梁11的宽度均为60微米。上左侧检测梁21的厚度、上右侧检测梁22的厚度均为100微米。上侧连接梁20的厚度为30微米。下左侧检测梁29的厚度、下右侧检测梁30的厚度、下侧连接梁28的厚度均为100微米。下侧连接梁28的宽度为120微米。上侧检测梁37的厚度、下侧检测梁38的厚度、左侧检测梁39的厚度、右侧检测梁40的厚度均为100微米。X轴加速度传感器的量程为0-15万g。Y轴加速度传感器的量程为0-15万g。Z轴低量程加速度传感器的量程为0-5万g。Z轴中量程加速度传感器的量程为0-10万g。Z轴高量程加速度传感器的量程为0-15万g。

Claims (8)

1.一种梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：包括第一六梁双岛T形结构传感器、第二六梁双岛T形结构传感器、以及四梁锥台结构传感器；

所述第一六梁双岛T形结构传感器包括X轴加速度传感器、Z轴低量程加速度传感器、以及第一正方形硅基框架（1）；

X轴加速度传感器包括右侧矩形质量块（2）、右侧连接梁（3）、右上侧检测梁（4）、右下侧检测梁（5）、以及由第一-第四压敏元件（6-9）构成的第一惠斯通电桥；右侧矩形质量块（2）支悬于第一正方形硅基框架（1）的内腔右侧；右侧连接梁（3）沿右侧矩形质量块（2）的宽度方向中心线设置，且右侧矩形质量块（2）的右侧长边通过右侧连接梁（3）与第一正方形硅基框架（1）的右侧内壁固定；右上侧检测梁（4）沿右侧矩形质量块（2）的长度方向中心线设置，且右侧矩形质量块（2）的上侧短边通过右上侧检测梁（4）与第一正方形硅基框架（1）的上侧内壁固定；右下侧检测梁（5）沿右侧矩形质量块（2）的长度方向中心线设置，且右侧矩形质量块（2）的下侧短边通过右下侧检测梁（5）与第一正方形硅基框架（1）的下侧内壁固定；第一压敏元件（6）安装于右上侧检测梁（4）的上端左侧；第二压敏元件（7）安装于右上侧检测梁（4）的上端右侧；第三压敏元件（8）安装于右下侧检测梁（5）的下端左侧；第四压敏元件（9）安装于右下侧检测梁（5）的下端右侧；

Z轴低量程加速度传感器包括左侧矩形质量块（10）、左侧连接梁（11）、左上侧检测梁（12）、左下侧检测梁（13）、以及由第五-第八压敏元件（14-17）构成的第二惠斯通电桥；左侧矩形质量块（10）支悬于第一正方形硅基框架（1）的内腔左侧；左侧连接梁（11）沿左侧矩形质量块（10）的宽度方向中心线设置，且左侧矩形质量块（10）的左侧长边通过左侧连接梁（11）与第一正方形硅基框架（1）的左侧内壁固定；左上侧检测梁（12）沿左侧矩形质量块（10）的长度方向中心线设置，且左侧矩形质量块（10）的上侧短边通过左上侧检测梁（12）与第一正方形硅基框架（1）的上侧内壁固定；左下侧检测梁（13）沿左侧矩形质量块（10）的长度方向中心线设置，且左侧矩形质量块（10）的下侧短边通过左下侧检测梁（13）与第一正方形硅基框架（1）的下侧内壁固定；第五压敏元件（14）安装于左上侧检测梁（12）的上端中央；第六压敏元件（15）安装于左上侧检测梁（12）的下端中央；第七压敏元件（16）安装于左下侧检测梁（13）的上端中央；第八压敏元件（17）安装于左下侧检测梁（13）的下端中央；

所述第二六梁双岛T形结构传感器包括Y轴加速度传感器、Z轴中量程加速度传感器、以及第二正方形硅基框架（18）；

Y轴加速度传感器包括上侧矩形质量块（19）、上侧连接梁（20）、上左侧检测梁（21）、上右侧检测梁（22）、以及由第九-第十二压敏元件（23-26）构成的第三惠斯通电桥；上侧矩形质量块（19）支悬于第二正方形硅基框架（18）的内腔上侧；上侧连接梁（20）沿上侧矩形质量块（19）的宽度方向中心线设置，且上侧矩形质量块（19）的上侧长边通过上侧连接梁（20）与第二正方形硅基框架（18）的上侧内壁固定；上左侧检测梁（21）沿上侧矩形质量块（19）的长度方向中心线设置，且上侧矩形质量块（19）的左侧短边通过上左侧检测梁（21）与第二正方形硅基框架（18）左侧内壁固定；上右侧检测梁（22）沿上侧矩形质量块（19）的长度方向中心线设置，且上侧矩形质量块（19）的右侧短边通过上右侧检测梁（22）与第二正方形硅基框架（18）右侧内壁固定；第九压敏元件（23）安装于上左侧检测梁（21）的左端下侧；第十压敏元件（24）安装于上左侧检测梁（21）的左端上侧；第十一压敏元件（25）安装于上右侧检测梁（22）的右端下侧；第十二压敏元件（26）安装于上右侧检测梁（22）的右端上侧；

Z轴中量程加速度传感器包括下侧矩形质量块（27）、下侧连接梁（28）、下左侧检测梁（29）、下右侧检测梁（30）、以及由第十三-第十六压敏元件（31-34）构成的第四惠斯通电桥；下侧矩形质量块（27）支悬于第二正方形硅基框架（18）的内腔下侧；下侧连接梁（28）沿下侧矩形质量块（27）的宽度方向中心线设置，且下侧矩形质量块（27）的下侧长边通过下侧连接梁（28）与第二正方形硅基框架（18）的下侧内壁固定；下左侧检测梁（29）沿下侧矩形质量块（27）的长度方向中心线设置，且下侧矩形质量块（27）的左侧短边通过下左侧检测梁（29）与第二正方形硅基框架（18）左侧内壁固定；下右侧检测梁（30）沿下侧矩形质量块（27）的长度方向中心线设置，且下侧矩形质量块（27）的右侧短边通过下右侧检测梁（30）与第二正方形硅基框架（18）右侧内壁固定；第十三压敏元件（31）安装于下左侧检测梁（25）的左端中央；第十四压敏元件（32）安装于下左侧检测梁（25）的右端中央；第十五压敏元件（33）安装于下右侧检测梁（26）的左端中央；第十六压敏元件（34）安装于下右侧检测梁（26）的右端中央；

所述四梁锥台结构传感器包括Z轴高量程加速度传感器、以及第三正方形硅基框架（35）；

Z轴高量程加速度传感器包括正方形质量块（36）、上侧检测梁（37）、下侧检测梁（38）、左侧检测梁（39）、右侧检测梁（40）、以及由第十七-第二十压敏元件（41-44）构成的第五惠斯通电桥；正方形质量块（36）支悬于第三正方形硅基框架（35）的内腔中央；上侧检测梁（37）沿正方形质量块（36）的中心线设置，且正方形质量块（36）的上侧边通过上侧检测梁（37）与第三正方形硅基框架（35）的上侧内壁固定；下侧检测梁（38）沿正方形质量块（36）的中心线设置，且正方形质量块（36）的下侧边通过下侧检测梁（38）与第三正方形硅基框架（35）的下侧内壁固定；左侧检测梁（39）沿正方形质量块（36）的中心线设置，且正方形质量块（36）的左侧边通过左侧检测梁（39）与第三正方形硅基框架（35）的左侧内壁固定；右侧检测梁（40）沿正方形质量块（36）的中心线设置，且正方形质量块（36）的右侧边通过右侧检测梁（40）与第三正方形硅基框架（35）的右侧内壁固定；第十七压敏元件（41）安装于上侧检测梁（37）的上端中央；第十八压敏元件（42）安装于右侧检测梁（40）的右端中央；第十九压敏元件（43）安装于下侧检测梁（38）的下端中央；第二十压敏元件（44）安装于左侧检测梁（39）的左端中央；

第一正方形硅基框架（1）的右侧外壁与第二正方形硅基框架（18）的左侧外壁紧贴固定；第二正方形硅基框架（18）的右侧外壁与第三正方形硅基框架（35）的左侧外壁紧贴固定。

2.根据权利要求1所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：右上侧检测梁（4）的长度与右下侧检测梁（5）的长度相等，且右上侧检测梁（4）的长度大于右侧连接梁（3）的长度；右上侧检测梁（4）的厚度与右下侧检测梁（5）的厚度相等，且右上侧检测梁（4）的厚度大于右侧连接梁（3）的厚度；右上侧检测梁（4）的宽度与右下侧检测梁（5）的宽度相等，且右上侧检测梁（4）的宽度大于右侧连接梁（3）的宽度。

3.根据权利要求1所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：左上侧检测梁（12）的长度与左下侧检测梁（13）的长度相等，且左上侧检测梁（12）的长度大于左侧连接梁（11）的长度；左上侧检测梁（12）的厚度、左下侧检测梁（13）的厚度、左侧连接梁（11）的厚度均相等；左上侧检测梁（12）的宽度、左下侧检测梁（13）的宽度、左侧连接梁（11）的宽度均相等。

4.根据权利要求1所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：上左侧检测梁（21）的长度与上右侧检测梁（22）的长度相等，且上左侧检测梁（21）的长度大于上侧连接梁（20）的长度；上左侧检测梁（21）的厚度与上右侧检测梁（22）的厚度相等，且上左侧检测梁（21）的厚度大于上侧连接梁（20）的厚度；上左侧检测梁（21）的宽度与上右侧检测梁（22）的宽度相等，且上左侧检测梁（21）的宽度大于上侧连接梁（20）的宽度。

5.根据权利要求1所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：下左侧检测梁（29）的长度与下右侧检测梁（30）的长度相等，且下左侧检测梁（29）的长度大于下侧连接梁（28）的长度；下左侧检测梁（29）的厚度、下右侧检测梁（30）的厚度、下侧连接梁（28）的厚度均相等；下左侧检测梁（29）的宽度与下右侧检测梁（30）的宽度相等，且下侧连接梁（28）的宽度等于下左侧检测梁（29）的宽度的两倍。

6.根据权利要求1所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：上侧检测梁（37）的厚度、下侧检测梁（38）的厚度、左侧检测梁（39）的厚度、右侧检测梁（40）的厚度均相等；上侧检测梁（37）的宽度、下侧检测梁（38）的宽度、左侧检测梁（39）的宽度、右侧检测梁（40）的宽度均相等。

7.根据权利要求1所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：正方形质量块（36）的表面中央贯通开设有倒塔形孔洞（45）。

8.根据权利要求1所述的梁岛塔形压阻式三轴MEMS高量程加速度传感器阵列，其特征在于：第十七压敏元件（41）沿上侧检测梁（37）的长度方向安装于上侧检测梁（37）上；第十八压敏元件（42）沿右侧检测梁（40）的宽度方向安装于右侧检测梁（40）上；第十九压敏元件（43）沿下侧检测梁（38）的长度方向安装于下侧检测梁（38）上；第二十压敏元件（44）沿左侧检测梁（39）的宽度方向安装于左侧检测梁（39）上。

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