[發(fā)明專利]一種低g值電容式MEMS加速度計(jì)及其模態(tài)局域化測(cè)量電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610964640.3
• 申請(qǐng)日: 2016-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106526235B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋學(xué)勇;張宏才;蘭海;翁寅生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01P15/125
• 分類號(hào): G01P15/125
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 王萌

1.一種基于低g值電容式MEMS加速度計(jì)的模態(tài)局域化電路，其特征在于，所述低g值電容式MEMS加速度計(jì)包括彈簧質(zhì)量系統(tǒng)和一對(duì)底座(6)，所述彈簧質(zhì)量系統(tǒng)封裝在一對(duì)底座之間，所述彈簧質(zhì)量系統(tǒng)包括硅基底(10)，硅基底(10)的上表面和下表面分別設(shè)置有兩組一側(cè)電容極板，所述底座在與一側(cè)電容極板對(duì)應(yīng)的位置分別設(shè)置有另一側(cè)電容極板，硅基底(10)表面的一側(cè)電容極板與底座上的一側(cè)電容極板共同構(gòu)成4個(gè)電容，形成全橋差分電容結(jié)構(gòu)；所述模態(tài)局域化電路包括通過(guò)耦合電容C₃耦合的第一環(huán)路和第二環(huán)路，第一環(huán)路均包括串聯(lián)連接的電阻R₁、電容C₁和電感L₁，第二環(huán)路均包括串聯(lián)連接的電阻R₂、電容C₂和電感L₂，電容式MEMS加速度計(jì)的差分電容輸出與電容C₂并聯(lián)，將MEMS加速度計(jì)的電容變化轉(zhuǎn)化為模態(tài)局域化電路的電流變化，電路兩個(gè)環(huán)路的響應(yīng)電流之比與電容變化呈線性變化關(guān)系，所述i₁為第一環(huán)路響應(yīng)電流，所述i₂為第二環(huán)路響應(yīng)電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模態(tài)局域化電路，其特征在于：所述硅基底(10)表面的一側(cè)電容極板由硅基底(10)上下表面對(duì)稱氧化為二氧化硅薄膜后，制作鍍層而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模態(tài)局域化電路，其特征在于：所述彈簧質(zhì)量系統(tǒng)設(shè)置有一對(duì)彈簧(2)，硅基底(10)被一對(duì)彈簧(2)分割為三部分，分別為：位于兩端的質(zhì)量塊固定端(3)以及位于中間的質(zhì)量塊，彈簧(2)位于其中一個(gè)質(zhì)量塊固定端和質(zhì)量塊之間，形成質(zhì)量塊固定端/彈簧/質(zhì)量塊/彈簧/質(zhì)量塊固定端的結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模態(tài)局域化電路，其特征在于：所述彈簧(2)為蛇形彈簧，所述質(zhì)量塊(1)懸空布置，并通過(guò)蛇形的彈簧(2)支撐。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模態(tài)局域化電路，其特征在于：所述底座上設(shè)置的差分電容的另一側(cè)電容極板是將底座對(duì)應(yīng)部分向下刻蝕后制作鍍層而成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模態(tài)局域化電路，其特征在于：位于底座上的差分電容與另一側(cè)電容極板之間形成Z方向擋塊，所述底座(6)進(jìn)一步在X方向和Y方向形成有X方向擋塊(13)和Y方向擋塊(8)，所述Z方向?yàn)椴罘蛛娙莸膬蓚€(gè)極板的連線方向。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的模態(tài)局域化電路，其特征在于：所述底座為玻璃制成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的模態(tài)局域化電路，其特征在于：所述底座為無(wú)頂?shù)牧⒎襟w結(jié)構(gòu)，所述差分電容的一側(cè)電容極板設(shè)置在彈簧質(zhì)量塊上，另一側(cè)電容極板設(shè)置在玻璃底座上。