[實用新型]一種靜電諧振式加速度計

有效

• 申請號: 201820369166.4
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN207882297U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 何高法;周明舉;孟杰
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: G01P15/097
• 分類號: G01P15/097
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝;楊明

本實用新型提供一種靜電諧振式加速度計，該加速度計包括質量塊和至少一個諧振器，所述諧振器上設置有電極，所述質量塊為導體，所述質量塊與所述諧振器之間被施加一定的直流電壓，使諧振器受到一定的靜電力，在某一頻率下處于諧振狀態。本實用新型采用諧振器和質量塊分離設計，諧振器和質量塊之間的作用力為非接觸長程靜電力，確保諧振器的獨立工作，提高了諧振器的品質因子和靈敏度。本實用新型中，感應加速度變化量的靜電力作用在諧振器梁(或音叉梁)的橫向，對諧振頻率的影響大，加速度計靈敏度高。在制造工藝方面，本實用新型將諧振器和質量塊分離制造，結構簡單，制造成本低。

技術領域

本實用新型涉及加速度計領域，具體涉及一種用于慣性導航等領域的線加速度值檢測的加速度計。

背景技術

慣性導航系統利用陀螺儀和加速度計同時測量載體運動的角速度和線加速度，并通過計算機實時解算出載體的三維姿態、速度、位置等導航信息。加速度計是慣性系統的核心儀表，其技術指標直接影響慣性導航系統整體性能，因此加速度計技術一直是慣性技術的重要標志并受到格外重視。

加速度計有多種工作原理，從傳感器原理上看包括有：電容、電磁、光學、壓阻、壓電、諧振(頻率)等。諧振式加速度計可直接把加速度轉化為頻率輸出，避免了幅度測量的誤差，不易受到環境噪聲的干擾，而且準數字輸出可簡化接口電路，在傳輸和處理過程中也不易出現誤差，其工作原理就確立了它的優勢。但是，目前諧振式加速度計的結構一般設計為慣性力作用在諧振器梁(或音叉梁)的軸向，利用梳齒式結構進行檢測和激勵。該設計導致加速度計靈敏度不高，且結構非常復雜，制造難度大。為了提高靈敏度，部分設計采用了微杠桿機構來放大慣性力，這導致了其結構更加復雜，質量塊位移增大，慣性力放大效果不明顯。另外，當前設計的加速度計質量塊慣性力均直接作用在諧振器上，質量塊與諧振器必須采用一體化制造，相互接觸，相互影響，降低了諧振器的品質因子。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，而提供一種靜電諧振式加速度計。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種靜電諧振式加速度計，該加速度計包括質量塊和至少一個諧振器，所述諧振器上設置有電極，所述質量塊為導體，所述質量塊與所述諧振器之間被施加一定的直流電壓，使諧振器受到一定的靜電力，在某一頻率下處于諧振狀態。

優選地，所述的至少一個諧振器為一個諧振器，設置于質量塊的一側。

優選地，所述的至少一個諧振器為兩個諧振器，所述兩個諧振器分別位于質量塊的兩側。

優選地，所述的至少一個諧振器為兩個諧振器，兩個諧振器位于質量塊的同一側。

優選地，所述的至少一個諧振器為四個諧振器，每兩個諧振器組成一個諧振單元，兩個諧振器并排設置，質量塊的相對兩側各設置一個諧振單元。

優選地，所述諧振器為石英音叉諧振器。

如上所述，本實用新型的一種靜電諧振式加速度計，具有以下有益效果：

本實用新型采用諧振器和質量塊分離設計，諧振器和質量塊之間的作用力為非接觸長程靜電力，確保諧振器的獨立工作，提高了諧振器的品質因子和靈敏度。本實用新型中，感應加速度變化量的靜電力作用在諧振器梁(或音叉梁)的橫向，對諧振頻率的影響大，加速度計靈敏度高。在制造工藝方面，本實用新型將諧振器和質量塊分離制造，結構簡單，制造成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的靜電諧振式加速度計其中一實施例的原理圖，圖中的箭頭方向為質量塊的振動方向；

圖2為本實用新型所述的靜電諧振式加速度計其中另一實施例的原理圖，圖中的箭頭方向為質量塊的振動方向；

圖3為本實用新型所述的靜電諧振式加速度計其中另一實施例的簡圖；