【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的微机电加速计装置
本专利技术涉及微机电系统，并且特别涉及用于测量加速度的微机电结构和微机电加速计装置。
技术介绍
微机电结构可以被应用于快速且准确地检测物理性质的变化。这种检测的示例是测量对象所经受的加速度。加速计也可以被用作测斜计来测量地球重力在测量方向上的分量。加速度感测的原理简单且可靠：根据牛顿第二定律将运动体的惯性转换为力。加速计的基本元件是弹簧、检测质量块(proofmass)和周围的支承结构。弹簧将该质量块连接到该支承件。当传感器的速度变化时，检测质量块被强制经由弹簧耦接而跟随该变化。需要力来改变检测质量块的运动。由于该力的作用，弹簧发生偏转并且支承件与检测质量块之间的距离与加速度成比例地变化。在电容式传感器中，支承件和检测质量块彼此绝缘，并且测量它们的电容或电荷存储容量。随着距离减小，电容增加；当距离增加时，出现相反的情况。传感器将主体的加速度转换为电流、电荷或电压。弹簧的偏转通常被布置成定向的，使得弹簧以所选择的弹簧常数的刚度响应检测质量块沿一个方向即沿感测轴的位移，并且消除检测质量块在其他方向上的位移。根据应用的需要，可以针对特定的灵敏度、...
【技术保护点】
1.一种用于测量加速度的微机电结构，所述微机电结构包括：转子质量块(100)，其包括第一框架(102)和第二框架(104)；第一弹簧结构(108)，其用于将所述第一框架(102)悬置到从支承平面起的中间位置，其中，所述第一弹簧结构以第一弹簧常数的刚度响应所述第一框架沿第一平面内方向从所述中间位置的位移，并且消除所述第一框架沿除了第一方向之外的方向的位移；主检测结构(110)，其用于检测所述转子质量块(100)沿所述第一方向从所述中间位置的位移；第二弹簧结构(106)，其用于将所述第二框架(104)悬置到从所述第一框架(102)起的中间位置，其中，所述第二弹簧结构以第二弹簧常...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.25 FI 201556841.一种用于测量加速度的微机电结构，所述微机电结构包括：转子质量块(100)，其包括第一框架(102)和第二框架(104)；第一弹簧结构(108)，其用于将所述第一框架(102)悬置到从支承平面起的中间位置，其中，所述第一弹簧结构以第一弹簧常数的刚度响应所述第一框架沿第一平面内方向从所述中间位置的位移，并且消除所述第一框架沿除了第一方向之外的方向的位移；主检测结构(110)，其用于检测所述转子质量块(100)沿所述第一方向从所述中间位置的位移；第二弹簧结构(106)，其用于将所述第二框架(104)悬置到从所述第一框架(102)起的中间位置，其中，所述第二弹簧结构以第二弹簧常数的刚度响应所述第二框架沿第二方向从所述中间位置的位移，并且消除所述第二框架沿除了所述第二方向之外的其他方向从所述第一框架的位移，所述第二方向垂直于所述第一方向；次级检测结构(140)，其用于检测所述第二框架(104)的位移，所述次级检测结构的信号包括响应于所述第二框架沿所述第一方向的位移的第一信号分量和响应于所述第二框架沿所述第二方向的位移的第二信号分量；所述次级检测结构(140)包括至少一个次级检测元件(190)，在所述至少一个次级检测元件中，一对次级感测元件(160，162)被定位成使得：所述第二框架(104)沿所述第一方向的位移增加所述一对次级感测元件中的一个次级感测元件(160)对所述第一信号分量的贡献，并且同等地减少所述一对次级感测元件中的另一个次级感测元件(162)对所述第一信号分量的贡献，由此所述一对次级感测元件中的一个次级感测元件(160)对所述第一信号分量的贡献和所述一对次级感测元件中的另一个次级感测元件(162)对所述第一信号分量的贡献相互抵消。2.根据权利要求1所述的微机电结构，其特征在于，所述第二弹簧常数是所述第一弹簧常数的至少50倍。3.根据前述权利要求中任一项所述的微机电结构，其特征在于，所述主检测结构(110)包括至少一个主检测元件(114a)；所述主检测元件包括一个或更多个主感测元件，每个主感测元件包括：主转子梳状物(122)，其被耦接成与所述第一框架(102)一起移动；以及锚定的主定子梳状物(120)，其电容性地连接至所述主转子梳状物(122)。4.根据权利要求3所述的微机电结构，其特征在于，所述主转子梳状物(122)包括：在所述第一方向上朝向电容性地连接的所述定子梳状物(120)延伸的主转子梳齿(124)；所述主定子梳状物(120)包括：在所述第一方向上朝向电容性地连接的所述主转子梳状物(122)延伸的主定子梳齿(126)；所述主转子梳齿(124)和所述主定子梳齿(126)相互交叉，使得主感测元件(114b)的电容根据所述第一框架(102)沿所述第一方向的运动而改变。5.根据权利要求4所述的微机电结构，其特征在于，所述主检测结构(110)包括：被定位成用于差分检测的至少一对主检测元件(114a，114b)，其中，所述第一框架沿所述第一方向的运动同时增加所述一对主检测元件中的一个主检测元件(114a)的电容并且减少所述一对主检测元件中的另一个主检测元件(114b)的电容；所述主检测结构(110)的差分输出信号是从所述一对主检测元件(114a，114b)的电容的差导出的。6.根据权利要求5所述的微机电结构，其特征在于，所述第一检测结构(110)包括：被定位成用于双差分检测的两对主检测元件(114a，116a；114b，116b)，其中，所述第一框架沿所述第一方向的运动同时增加第一对主感测元件(114a，116a)中的电容，并且减少第二对主感测元件(114b，116b)中的电容；所述主检测结构(110)的差分输出信号是从所述第一对主检测元件(114a，116a)的求和电容与所述第二对主检测元件(114b，116b)的求和电容之间的差导出的。7.根据前述权利要求中任一项所述的微机电结构，其特征在于，所述次级检测元件(190)包括：具有在两个相反方向上延伸的梳齿的锚定的次级定子梳状物(170)，以及具有从所述第二框架朝向所述定子梳状...
【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂·柳库，塞韦里·尼斯卡宁，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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