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Silicon carbide resonant tuning fork for microsensing applications in high-temperature and high G-shock environments

引用

Engineering Sciences 2012年第5期10卷 36-41页

作者： David R Myers Kan Bun Cheng Babak Jamshidi Robert G Azevedo Debbie G Senesky Li Chen Mehran Mehregany Muthu B J Wijesundara Albert P Pisano Department of Mechanical Engineering Berkeley Sensor and Actuator Center University of CaliforniaBerkeley California 94720USA Department of Electrical Engineering and Computer Science Cleveland Case Western Reserve University Cleveland Ohio 44106 USA)

We present the fabrication and testing of a silicon carbide （SiC） balanced mass doublended tuning fork that survives harsh environments without compromising the device strain sensitivity and resolution bandwidth. The device features a material stack that survives corrosive environments and enables high-temperature operation. To perform hightemperature testing, a specialized setup was constructed that allows the tuning fork to be characterized using traditional silicon electronics. The tuning fork has been operated at 600°C in the presence of dry steam for short durations. This tuning fork has also been tested to 64 000 G using a hard-launch, soft-catch shock implemented with a light gas gun. However, the device still has a strain sensitivity of 66 Hz/μe and strain resolution of 0. 045 μe in a 10 kHz bandwidth. As such, this balanced-mass double-ended tuning fork can be used to create a variety of different sensors including strain gauges, accelerometers, gyroscopes, and pressure transducers. Given the adaptable fabrication process flow, this device could be useful to micro-electro-mechanical systems （MEMS） designers creating sensors for a variety of different applications.

关键词： MEMS SiC thermal effects double ended tuning fork (DETF) harsh environment high temperature high shock inertial strain sensors

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