一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种Z轴微机械加速度计及其控制方法


[0001]本专利技术属于加速度测量
，更具体地，涉及一种微机械加速度计及其控制方法
。

技术介绍

[0002]Z
轴微加速度计大多采用三明治结构，需要在质量块上方和下方都设计检测
/
驱动电极形成三层结构，存在加工工艺复杂和电极集成度低问题，为了保证加工可靠性，
Z
轴弹性梁刚度通常很大，从而限制了检测精度的提升
。
跷跷板结构的微加速度计在结构上更为简单，只有两层结构，降低了加工工艺，但同样存在需要单独设计检测
/
驱动电极和扭转刚度加大的问题，限制了该类微加速度计的集成性和精度
。

技术实现思路

[0003]针对现有的
Z
轴微机械加速度计的缺点和不足，本专利技术提供了一种
Z
轴微机械加速度计及其控制方法，利用非对称布置的质量块和扭转弹性梁实现
Z
轴转动传感，通过多功能复用电极与质量块之间形成的多功能复用电容器同时实现静电修调
、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Z
轴微机械加速度计，其特征在于，包括跷跷板结构和多功能复用电极；所述的跷跷板结构包括扭转弹性梁和非对称分布于扭转弹性梁两侧的质量块，所述质量块为刚性结构，与扭转弹性梁固连在一起，扭转弹性梁两端固支在锚区结构上，质量块的重心与扭转弹性梁的扭转中心轴之间存在距离；所述的多功能复用电极固定在质量块
Z
向一侧的基板上，包括距离扭转中心轴的间距相等的第一电极和第二电极
。2.
根据权利要求1所述的
Z
轴微机械加速度计，其特征在于，所述的质量块关于
X
‑
Y
平面内垂直于扭转中心轴的轴线对称
。3.
根据权利要求1所述的
Z
轴微机械加速度计，其特征在于，所述的多功能复用电极与跷跷板结构中的质量块构成一组差分电容器，所述的一组差分电容器能够复用转角检测电容
、
刚度调谐电容和力平衡电容
。4.
根据权利要求3所述的
Z
轴微机械加速度计，其特征在于，所述的转角检测电容用于检测跷跷板结构的扭转角度变化，通过在差分电容器的电极上分别施加高频载波电压
V
c
和－
V
c
，实现对由变间隙引起电容变化信号的载波调制，得到数字量转角信号
。5.
根据权利要求3所述的
Z
轴微机械加速度计，其特征在于，所述的刚度调谐电容用于产生静电负刚度，通过在差分电容器的电极上施加推挽控制电压
V1+V2+V
c
和
V1－
V2－
V
c
产生静电负刚度，其中
V1为静电修调电压，
V2为力平衡
PWM
电压，静电负刚度值与
V
12
+V
22
成比例关系
。6.
根据权利要求3所述的
Z
轴微机械加速度计，其特征在于，所述的力平衡电容用于产生静电力矩来抵消外界加速度产生的惯性力，通过在差分电容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志鹏，金仲和，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：