[發明專利]基于介電泳的二維適應性加速度計

有效

• 申請號: 200680034552.8
• 申請日: 2006-09-19
• 公開（公告）號: CN101268375A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: B·M·德博爾;I·F·赫爾韋根
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;G01P15/18;G01P15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非;譚祐祥

技術領域

本發明涉及加速度測量領域。更具體地說，本發明涉及一種用于測定作用于試驗質量塊上的加速度的介電泳加速度計(dielectrophoretic?accelerometer)，涉及加速度計在可攜式攝錄機內的用途，涉及加速度計在便攜式音頻播放器內的用途，還涉及一種通過介電泳加速度計來測定作用于試驗質量塊上的加速度的方法，一種計算機可讀介質，和一種程序元件。

背景技術

常規加速度計基于檢驗質量塊或試驗質量塊，該檢驗質量塊或試驗質量塊懸掛于某種彈簧減震器系統中。該彈簧減震器系統用作恢復機制。該檢驗質量塊與初始位置的偏差(其可能以各種方式測量)與所施加的加速度成比例。特別是小的，(例如)微米大小的MEMS(微機電系統)加速度計難于制造，其需要復雜的微加工來產生適當的彈簧系統。

因為質量塊和彈簧是固定的，所以常規加速度計不具有適應性，即，一旦傳感器被制造之后，可測量的加速度范圍不可改變。而且，它們通常近似成線性，這在需要較大動態范圍的情況下可能是不利的。

可能仍需要改進的加速度測定。

發明內容

根據本發明的示范性實施例，可提供用于測定作用于試驗質量塊上的加速度的介電泳加速度計，該加速度計包括充滿介質的空腔，用于產生非均勻力場的源，適于在介質內移動并經受該力場的試驗質量塊，和適于檢測該試驗質量塊的移動的檢測器，其中該加速度計適于基于該試驗質量塊的移動來測定該加速度計的加速度。

因此，提供一種加速度計，其通過測定由于作用于該試驗質量塊上的加速力所造成的該試驗質量塊的移動來測量該試驗質量塊的加速度，該實驗質量塊(例如)自由地浮于介質中。特別地，這種介電泳加速度計可能易于制造并且用于較寬的動態范圍。

根據本發明的另一示范性實施例，該非均勻力場是電場，其中該源包括第一數目的第一電極和第二數目的第二電極，其中在每個第一電極與每個第二電極之間存在相應電位差，并且其中第一電極和第二電極適于形成空腔并且用于產生非均勻電場。

因此，根據本發明的這個示范性實施例，可能通過個別正電極和負電極的排列來產生電場，使得電場具有特定分布。

根據本發明的另一示范性實施例，每個電極被排列于上水平面或下水平面中。

因此，可能使用標準光刻來產生這些電極。

根據本發明的另一示范性實施例，該介質具有第一介電常數并且該試驗質量塊具有不同于該第一介電常數的第二介電常數。

因此，根據本發明的這個示范性實施例，當試驗質量塊由于非均勻電場的原因從穩定的中性位置移位時，介電泳力可能作用于該試驗質量塊上。

根據本發明的另一示范性實施例，該檢測器適于電容性地檢測(capacitively?detect)該試驗質量塊的移動。

舉例說來，該檢測器可能適于測量不同電極之間的電容，該電容由于該試驗質量塊在電極之間的移動而變化。

根據本發明的另一示范性實施例，該檢測器適于基于差分測量(differential?measurement)來檢測該試驗質量塊的移動，其中通過測量第一電極對的第一電容和第二電極對的第二電容并且比較該第一電容與第二電容來檢測該試驗質量塊的移動。

因此，根據本發明的這個示范性實施例，可提供加速度測量的高靈敏度。

根據本發明的另一示范性實施例，該檢測器適于通過檢測該試驗質量塊在第一方向的第一移動以及該試驗質量塊在第二方向的第二移動和該試驗質量塊在第三方向中的第三移動中的至少一個來執行二維或三維測量。

因此，根據本發明的這個示范性實施例，可能測量在所有三個空間方向中的加速度。

根據本發明的另一示范性實施例，該試驗質量塊是球形粒子。

這可(例如)提供對稱測量。

根據本發明的另一示范性實施例，該源適于控制第一電極與第二電極之間的電位差，在該試驗質量塊移動時導致作用于該試驗質量塊上的力的調整。

因此，根據本發明的這個示范性實施例，該加速度計可能根據測量的個別要求來構造。

根據本發明的另一示范性實施例，該力場的非均勻性導致在該試驗質量塊移動時作用于該試驗質量塊上的力的對數響應(logarithmicresponse)，導致將要被測量的加速度的較寬的動態范圍。

因此，利用同一加速度計可能測量較小加速度和較大加速度。

因此，根據本發明的另一示范性實施例，可利用該源將該響應從非線性響應切換到線性響應。

因此，根據本發明的這個示范性實施例，該加速度計可能根據外部條件而個別地調整。