[發明專利]一種三軸電容式加速度計

有效

• 申請號: 201610737371.7
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107782913B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 鄒波;鄭青龍;付世
• 申請（專利權）人: 深迪半導體（紹興）有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125;G01P15/18
• 代理公司: 上海劍秋知識產權代理有限公司 31382
• 代理人: 楊飛

1.一種三軸電容式加速度計，其特征在于，包括：

一質量塊和多個檢測區域；

所述檢測區域均包括有組成X軸電容檢測電極的第一可動電極和第一固定電極、組成Y軸電容檢測電極的第二可動電極和與第二固定電極、以及組成Z軸電容檢測電極的第三可動電極和第三固定電極，所述第一可動電極、第二可動電極和第三可動電極均與所述質量塊固定連接；

其中，當所述質量塊有加速度輸入時，所有所述檢測區域分為第一類檢測區域和第二類檢測區域，所述第一類檢測區域中的i軸電容檢測電極的電容值根據所述質量塊沿i軸的加速度的輸入而增大，所述第二類檢測區域中的i軸電容檢測電極的電容值根據所述質量塊沿i軸的加速度的輸入而減小；

以及，所有所述第一類檢測區域的i軸電容檢測電極的電容值根據所述質量塊沿m軸或n軸的加速度的輸入而變化的變化總量，與所有所述第二類檢測區域的i軸電容檢測電極的電容值根據所述質量塊沿所述m軸或所述n軸的加速度的輸入而變化的變化總量相同，其中，當i為X時，m為Y，n為Z；或者，當i為Y時，m為X，n為Z；或者，當i為Z時，m為X，n為Y；

所述三軸電容式加速度計包括4個檢測區域為第一檢測區域至第四檢測區域、支撐柱、第一彈性梁和第二彈性梁；

所述第一檢測區域至第四檢測區域呈田字形設置，且第三檢測區域設置于所述第一檢測區域和質量塊之間，所述第四檢測區域設置于第二檢測區域和質量塊之間；

所述支撐柱設置于所述田字形中心；

所述第一彈性梁的一端固定于所述支撐柱，所述第一彈性梁的另一端固定于所述第一檢測區域和第三檢測區域之間、且與所述第一檢測區域和第三檢測區域的第一可動電極至第三可動電極均固定連接；

所述第二彈性梁的一端固定于所述支撐柱，所述第二彈性梁的另一端固定于所述第二檢測區域和第四檢測區域之間、且與所述第二檢測區域和第四檢測區域的第一可動電極至第三可動電極均固定連接；

所述第一檢測區域和第三檢測區域的第一可動電極至第三可動電極均通過一第一連接部與所述質量塊固定連接；

以及，所述第二檢測區域和第四檢測區域的第一可動電極至第三可動電極均通過一第二連接部與所述質量塊固定連接；

其中，所述第一彈性梁的另一端與所述第一連接部固定連接，所述第二彈性梁的另一端與所述第二連接部固定連接；

位于所述第一檢測區域至第三檢測區域之間，所述第一連接部具有背向所述支撐柱一側延伸的第一凹槽，所述第一彈性梁的另一端與所述第一凹槽背離所述支撐柱的端部固定連接；

以及，位于所述第二檢測區域至第四檢測區域之間，所述第二連接部具有背向所述支撐柱一側延伸的第二凹槽，所述第二彈性梁的另一端與所述第二凹槽背離所述支撐柱的端部固定連接；

所述X軸電容檢測電極、Y軸電容檢測電極和Z軸電容檢測電極均為梳齒電容電極；

所述Y軸電容檢測電極和Z軸電容檢測電極沿所述Y軸方向排列，且所述Y軸電容檢測電極位于靠近所述支撐柱一側，所述Z軸電容檢測電極位于遠離所述支撐柱一側；

以及，所述Y軸電容檢測電極和Z軸電容檢測電極均位于所述X軸電容檢測電極與相應所述連接部沿所述Y軸方向的延伸部分之間；

所述第三可動電極的梳齒和第三固定電極的梳齒沿所述Y軸方向成對且交替排列；

所述第一檢測區域和第二檢測區域的第三可動電極的梳齒位于遠離所述質量塊的一側；

所述第三檢測區域和第四檢測區域的第三可動電極的梳齒位于靠近所述質量塊的一側；

其中，所述第三可動電極的梳齒在所述Z軸方向具有高低差；

所述第三可動電極的梳齒在所述Z軸方向上的高度大于所述第三固定電極的梳齒在所述Z軸方向上的高度，且所述第一檢測區域和第四檢測區域的第三可動電極的梳齒和第三固定電極的梳齒的底部齊平，所述第二檢測區域和第三檢測區域的第三可動電極的梳齒和第三固定電極的梳齒的頂部齊平。

2.根據權利要求1所述的三軸電容式加速度計，其特征在于，所述第一可動電極的梳齒和第一固定電極的梳齒沿所述Y軸方向成對且交替排列；

所述第一檢測區域和第二檢測區域的第一可動電極的梳齒位于遠離所述質量塊的一側；

所述第三檢測區域和第四檢測區域的第一可動電極的梳齒位于靠近所述質量塊的一側。

3.根據權利要求1所述的三軸電容式加速度計，其特征在于，所述第二可動電極的梳齒和第二固定電極的梳齒沿所述Y軸方向成對且交替排列；

所述第一檢測區域和第二檢測區域的第二可動電極的梳齒位于遠離所述質量塊的一側；

所述第三檢測區域和第四檢測區域的第二可動電極的梳齒位于靠近所述質量塊的一側。