带有离轴弹簧系统的惯性传感器技术方案

提供一种带有离轴弹簧系统的惯性传感器。惯性传感器（20）包括配置为经历振荡运动的驱动质体（30）和联接到驱动质体的感测质体（32）。同轴扭力弹簧（58）耦接到感测质体，同轴扭力弹簧与旋转轴（22）处于相同位置。惯性传感器还包括离轴弹簧系统（60）。离轴弹簧系统包括离轴弹簧（68、70、72、74），每个都具有在感测质体上的移离旋转轴的位置处耦接到感测质体的连接接口（76）。同轴扭力弹簧和离轴弹簧系统一起使感测质体以与驱动质体的驱动频率实质上匹配的感测频率绕旋转轴振荡到平面外。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及微机电系统(MEMS)器件。更特别地，本专利技术涉及在驱动和感测频率之间的匹配得到改善的MEMS惯性传感器。
技术介绍
微机电系统(MEMS)技术近年来已得到广泛普及，因为它提供了一种利用常规批量半导体加工技术制造非常小的机械结构并将这些结构与电器件一起集成在单个衬底上的途径。MEMS的一个常见应用是传感器器件的设计和制作。微机电系统(MEMS)传感器器件广泛应用于诸如汽车、惯性制导系统、家用电器、游戏器件和各种器件的保护系统等的应用，以及许多其它工业、科学以及工程系统。MEMS角惯性传感器可实现为感测绕一个或更多轴的角速度或角加速度。MEMS陀螺仪传感器，或称为“陀螺仪”、“角速率传感器”、“回转测试仪”、“陀螺测试仪”或“转速传感器”，是感测绕一个或多个轴的角速率或角速度的惯性传感器。一种这样的传感器，被称为“X轴”陀螺仪，配置为感测由于Coriolis加速度分量的影响而绕与陀螺仪衬底平行的轴的角旋转。角加速计是测量角速度的变化速度的加速计。
技术实现思路
示范性实施例提供一种惯性传感器，可包括具有表面的衬底；驱动质体，配置为在与所述表面实质上平行的平面内经历振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯性传感器，包括：具有表面的衬底；驱动质体，配置为在与所述表面实质上平行的平面内经历振荡运动；感测质体，联接到所述驱动质体；同轴扭力弹簧，耦接到所述感测质体，所述同轴扭力弹簧与一旋转轴处于相同位置；以及离轴弹簧系统，具有连接接口，所述连接接口在所述感测质体上的移离所述旋转轴的位置处耦接到所述感测质体，其中所述同轴扭力弹簧和所述离轴弹簧系统使所述感测质体能够振荡到所述平面之外。

【技术特征摘要】
2011.10.26 US 13/282,1921.一种惯性传感器，包括: 具有表面的衬底； 驱动质体，配置为在与所述表面实质上平行的平面内经历振荡运动； 感测质体，联接到所述驱动质体； 同轴扭力弹簧，耦接到所述感测质体，所述同轴扭力弹簧与一旋转轴处于相同位置；以及 离轴弹簧系统，具有连接接口，所述连接接口在所述感测质体上的移离所述旋转轴的位置处耦接到所述感测质体，其中所述同轴扭力弹簧和所述离轴弹簧系统使所述感测质体能够振荡到所述平面之外。2.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述驱动质体以驱动频率经历所述振荡运动，所述同轴扭力弹簧和所述离轴弹簧系统使所述感测质体能够以实质上等于所述驱动频率的感测频率振荡。3.根据权利要求1所述的惯性传感器，还包括将所述感测质体耦合到所述驱动质体的联接弹簧部件，其中，所述同轴扭力弹簧和所述离轴弹簧系统的第一总弹簧常数实质上等于所述联接弹簧部件的第二总弹簧常数。4.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述离轴弹簧系统限制所述感测质体的移动从而所述感测质体绕所述旋转轴旋转。5.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中: 所述感测质体包括对称地位于所述旋转轴的相反两侧的第一外端和第二外端；以及 所述离轴弹簧系统包括设置在所述感测质体的所述第一外端处的第一离轴弹簧和设置在所述感测质体的所述第二外端处的第二离轴弹簧，所述第一离轴弹簧和所述第二离轴弹簧中的每个包括所述连接接口。6.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述感测质体具有中心开口，所述驱动质体位于所述中心开口中。7.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中: 所述感测质体包括由所述感测质体的内周边界定的中心开口，所述内周边包括对称地位于所述旋转轴的相反两侧的第一内端和第二内端；且 所述离轴弹簧系统包括位于所述中心开口中并且具有设置在所述感测质体的所述第一内端处的所述连接接口的第一离轴弹簧以及位于所述中心开口中并且具有设置在所述感测质体的所述第二内端处的所述连接接口的第二离轴弹簧。8.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述同轴扭力弹簧和所述离轴弹簧系统将所述感测质体连接到所述衬底的所述表面。9.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述驱动质体具有中心开口，所述感测质体位于所述中心开口中。10.根据权利要求9所述的惯性传感器，其中: 所述感测质体具有第二中心开口 ；且 所述惯性传感器还包括将所述同轴扭力弹簧耦接到所述衬底的所述表面的锚，所述锚位于所述第二中心开口中。11.根据权利要求10所述的惯性传感器，其中，所述锚与所述旋转轴处于相同位置。12.根据权利要求1所述的惯性传感器，还包括: 第二感测质体，联接到所述驱动质体； 第二同轴扭力弹簧，耦接到所述第二感测质体，所述第二同轴扭力弹簧与垂直于所述旋转轴的第二旋转轴处于相同位置；以及 第二离轴弹簧系统，具有第二连接接口，所述第二连接接口在移离所述第二旋转轴的第二位置处耦接到所述第二感测质体，其中所述第二同轴扭力弹簧和所述第二离轴弹簧系统使所述第二感测质体能够振荡到所述平面外。13.根据权利要求1所述的惯性传感器，其中，所述驱动质体包括: 第一驱动质体结构；以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·G·李，林义真，A·C·麦克内尔，L·Z·张，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：