微机电系统加速度计和设备技术方案

本公开的实施例涉及微机电系统加速度计和设备，包括：支撑结构、至少一个可变形组和至少一个第二可变形组，至少一个可变形组和至少一个第二可变形组分别包括第一可变形悬臂元件和第二可变形悬臂元件，它们各具有相应第一端部和相应第二端部。第一可变形组和第二可变形组还分别包括第一压电检测结构和第二压电检测结构。微机电加速度计还包括：第一移动质量块和第二移动质量块，分别被固定到第一可变形悬臂元件和第二可变形悬臂元件的第二端部并且分别相对于第一可变形悬臂元件和第二可变形悬臂元件垂直交错；以及第一弹性结构。本加速度计能够以高灵敏度来检测具有相对较高频率的振动，同时可以受益于对由杂散电压引起的杂散静态效果的高度免疫。的杂散静态效果的高度免疫。的杂散静态效果的高度免疫。

【技术实现步骤摘要】
微机电系统加速度计和设备


[0001]本公开涉及微机电系统加速度计和设备，特别涉及例如在高频振动的情况下，用于检测具有高频的加速度的宽带MEMS(微机电系统)加速度计。

技术介绍

[0002]众所周知，例如在基于条件的机械维护、特别是基于使用状态的维护的背景下，用于监测振动的系统如今非常普遍并且被广泛使用。事实上，已知对机械组件所经受的振动的监测如何能够例如在问题和/或损坏开始之前进行检测。
[0003]通常，用于监测振动的系统使用加速度计来检测例如作用在组件上的力的振幅或频率变化。更一般地，已知使用灵敏度高达80kHz 范围内的频率的加速度传感器。
[0004]一般地，具有不同带宽的传感器通常具有不同的用途。仅作为示例，在监测电动机轴的不对准情况下，通常使用具有小带宽(例如，高达3kHz)的加速度传感器，而在检测风扇轴承故障的情况下，使用具有大带宽(例如，高达80kHz)的加速度传感器。
[0005]综上所述，可能需要在传感器的成本和性能之间找到良好的平衡。在这方面，例如在描述了膜结构的使用的F.Gerfers et 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微机电系统加速度计，其特征在于，包括：支撑结构；第一可变形组和第二可变形组，所述第一可变形组和所述第二可变形组分别包括第一可变形悬臂元件和第二可变形悬臂元件，所述第一可变形悬臂元件和所述第二可变形悬臂元件在平行于一个平面的方向上布置并且各自具有相应的第一端部和相应的第二端部，所述第一端部被固定到所述支撑结构，所述第一可变形组还包括与所述第一可变形悬臂元件机械地耦合的第一压电检测结构，所述第二可变形组还包括与所述第二可变形悬臂元件机械地耦合的第二压电检测结构；第一移动质量块和第二移动质量块，所述第一移动质量块和所述第二移动质量块分别被固定到所述第一可变形悬臂元件的所述第二端部和所述第二可变形悬臂元件的所述第二端部，并且在相对于所述平面横向的竖直方向上分别相对于所述第一可变形悬臂元件和所述第二可变形悬臂元件交错；以及第一弹性结构，被配置为弹性地耦合所述第一移动质量块和所述第二移动质量块。2.根据权利要求1所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第一可变形悬臂元件和所述第二可变形悬臂元件在第一检测方向上延伸并且彼此相对，使得在存在指向平行于所述第一检测方向的方向上的加速度的情况下，所述第一可变形悬臂元件和所述第二可变形悬臂元件经受第一平行且一致的弯矩。3.根据权利要求2所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第一可变形组和所述第二可变形组分别具有第一中性轴和第二中性轴，所述第一中性轴和所述第二中性轴在所述第一检测方向上延伸。4.根据权利要求3所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第一压电检测结构和所述第二压电检测结构在所述竖直方向上分别相对于所述第一中性轴和所述第二中性轴交错，使得在存在所述第一平行且一致的弯矩的情况下，所述第一压电检测结构和所述第二压电检测结构中的一个压电检测结构经受拉伸，而另一个压电检测结构经受压缩。5.根据权利要求4所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第一压电检测结构和所述第二压电检测结构具有平面形状，并且分别相对于所述第一中性轴和所述第二中性轴对称布置。6.根据权利要求4所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第一压电检测结构和所述第二压电检测结构被分别布置在所述第一可变形悬臂元件和第二可变形悬臂元件上，并且其中所述第一移动质量块和所述第二移动质量块相对于所述第一可变形悬臂元件和所述第二可变形悬臂元件向下垂直交错。7.根据权利要求2所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第一弹性结构在平行于所述第一检测方向的方向上是柔性的。8.根据权利要求2所述的微机电系统加速度计，其特征在于，还包括：第三可变形组和第四可变形组，所述第三可变形组和所述第四可变形组分别包括第三可变形悬臂元件和第四可变形悬臂元件，所述第三可变形悬臂元件和所述第四可变形悬臂元件在平行于所述平面的方向上布置、在第二检测方向上延伸、彼此相对并且各自具有相应的第一端部和相应的第二端部，所述第一端部被固定到所述支撑结构，所述第三可变形组还包括与所述第三可变形悬臂元件机械地耦合的第三压电检测结构，所述第四可变形组
还包括与所述第四可变形悬臂元件机械地耦合的第四压电检测结构；第三移动质量块和第四移动质量块，所述第三移动质量块和所述第四移动质量块分别被固定到所述第三可变形悬臂元件的所述第二端部和所述第四可变形悬臂元件的所述第二端部，并且在所述竖直方向上，分别相对于所述第三可变形悬臂元件和所述第四可变形悬臂元件交错，使得在存在指向平行于所述第二检测方向的方向上的加速度的情况下，所述第三可变形悬臂元件和所述第四可变形悬臂元件经受第二平行且一致的弯矩；以及第二弹性结构，被配置为弹性地耦合所述第三移动质量块和所述第四移动质量块。9.根据权利要求8所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第三可变形组和所述第四可变形组分别具有第三中性轴和第四中性轴，所述第三中性轴和所述第四中性轴在所述第二检测方向上延伸。10.根据权利要求9所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第三压电检测结构和所述第四压电检测结构在所述竖直方向上分别相对于所述第三中性轴和所述第四中性轴交错，使得在存在所述第二平行且一致的弯矩的情况下，所述第三压电检测结构和所述第四压电检测结构中的一个压电检测结构经受拉伸，而另一个压电检测结构经受压缩。11.根据权利要求10所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第三压电检测结构和所述第四压电检测结构具有平面形状，并且分别相对于所述第三中性轴和所述第四中性轴对称布置。12.根据权利要求8所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第二弹性结构在平行于所述第二检测方向的方向上是柔性的。13.根据权利要求8所述的微机电系统加速度计，其特征在于，所述第一检测方向和所述第二检测方向彼此垂直并且垂直于所述竖直方向。14.根据权利要求13所述的微机电系统加速度计，...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：