基于机械杠杆的位移放大效应, 提出了一种具有微杠杆结构的电容检测式微机械陀螺结构, 所设计的杠杆放大机构设置在陀螺的检测模态中, 通过杠杆将科氏质量块的检测位移放大传递到检测框上, 以提升检测位移。建立杠杆结构陀螺的二阶振动微分方程, 分析了杠杆结构对微机械陀螺结构静刚度和固有频率的影响, 探讨了在不同结构条件下杠杆结构对检测位移的放大效果。通过仿真验证了理论的准确性与可行性, 结果表明, 在陀螺谐振情况下, 可有效增大检测框位移60%以上, 提升了检测位移, 进而提升检测灵敏度。

从基于DDSOG(Deep Dry Silicon on Glass)工艺的硅微谐振式加速度计样机入手，阐述了加速度计中微杠杆结构对惯性力的放大作用，证明了标度因数与系统放大倍数n为正比关系，并以加速度计样机中的单级微杠杆为例，建立了加速度计的理论模型。推导了微杠杆的放大倍数A和轴向刚度K的计算公式，以此为基础导出了加速度计系统放大倍数n的计算方法。依据公式计算得到加速度计样机的系统放大倍数n的理论值为21.820，并用有限元方法对理论值进行了仿真验算，得出n的仿真值为19。最后对加速度样机进行了实际测试，测得加速度计的标度因数为127.33 Hz/g，系统放大倍数n为25.466。对所得结果的比较表明，系统放大倍数的理论值与仿真值及实验值的误差分别为14.8%和14.3%,误差在可接受范围内。