[發(fā)明專利]一種三軸電容式加速度計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610737371.7
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107782913B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒波;鄭青龍;付世
• 申請（專利權(quán)）人: 深迪半導(dǎo)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 31382
• 代理人: 楊飛

本發(fā)明公開了一種三軸電容式加速度計，可以通過第一類檢測區(qū)域和第二類檢測區(qū)域的位置判斷i軸方向的加速度的方向；由于所有第一類檢測區(qū)域的i軸電容檢測電極的電容值根據(jù)質(zhì)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(qū)域的i軸電容檢測電極的電容值根據(jù)質(zhì)量塊沿m軸或n軸的加速度的輸入而變化的變化總量相同，對所有第一類檢測區(qū)域的i軸電容檢測電極的電容值之和與所有第二類檢測區(qū)域的i軸電容檢測電極的電容值之和求差值，以消除質(zhì)量塊沿m軸或n軸的加速度的輸入對i軸方向加速度的影響，通過對該差值進行推導(dǎo)即可得出i軸方向的加速度大小，共享一個質(zhì)量塊有利于三軸電容式加速度計的輕薄化趨勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，更為具體的說，涉及一種三軸電容式加速度計。

背景技術(shù)

基于微機電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanical-System)加工制作的微型加速計因其體積小、成本低、集成性好、性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點已在工業(yè)，醫(yī)療，民用，軍事等非常廣泛的領(lǐng)域得到了越來越多的應(yīng)用。目前，在各類移動終端、相機、游戲手柄、導(dǎo)航儀等產(chǎn)品的應(yīng)用中，在一定程度上，已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置。在研制過程中，電容式，電阻式，壓電式作為檢測加速度的方式是主要應(yīng)用的機理，其中，電容式加速度計因其結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并可在低頻范圍內(nèi)擁有較高的靈敏度和線性度等優(yōu)勢，成為最為流行的一類加速度計。但是，現(xiàn)有的三軸電容式加速度計一般都包括有多個質(zhì)量塊，以分別對應(yīng)不同軸向的檢測區(qū)域，而質(zhì)量塊的占用面積和重量都較大，不利于三軸電容式加速度計的輕薄化趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種三軸電容式加速度計，所有檢測區(qū)域的不同軸向的電容檢測電極均共享一個質(zhì)量塊，大大減小了三軸電容式加速度計的面積和重量，有利于三軸電容式加速度計的輕薄化趨勢。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種三軸電容式加速度計，包括：

一質(zhì)量塊和多個檢測區(qū)域；

所述檢測區(qū)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(zhì)量塊固定連接；

其中，當(dāng)所述質(zhì)量塊有加速度輸入時，所有所述檢測區(qū)域分為第一類檢測區(qū)域和第二類檢測區(qū)域，所述第一類檢測區(qū)域中的i軸電容檢測電極的電容值根據(jù)所述質(zhì)量塊沿i軸的加速度的輸入而增大，所述第二類檢測區(qū)域中的i軸電容檢測電極的電容值根據(jù)所述質(zhì)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(qū)域的i軸電容檢測電極的電容值根據(jù)所述質(zhì)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(qū)域的i軸電容檢測電極的電容值根據(jù)所述質(zhì)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(dāng)i為X時，m為Y，n為Z；或者，當(dāng)i為Y時，m為X，n為Z；或者，當(dāng)i為Z時，m為X，n為Y。

優(yōu)選的，包括4個檢測區(qū)域為第一檢測區(qū)域至第四檢測區(qū)域、支撐柱、第一彈性梁和第二彈性梁；

所述第一檢測區(qū)域至第四檢測區(qū)域呈田字形設(shè)置，且所述第三檢測區(qū)域設(shè)置于所述第一檢測區(qū)域和質(zhì)量塊之間，所述第四檢測區(qū)域設(shè)置于所述第二檢測區(qū)域和質(zhì)量塊之間；

所述支撐柱設(shè)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(qū)域和第三檢測區(qū)域之間、且與所述第一檢測區(qū)域和第三檢測區(qū)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(qū)域和第四檢測區(qū)域之間、且與所述第二檢測區(qū)域和第四檢測區(qū)域的第一可動電極至第三可動電極均固定連接。