[發明專利]一種微馬達及內嵌式角度測量裝置

在審

• 申請號: 201910444857.5
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110044253A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王藝程;李小石;孫翔宇;陳余
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開一種微馬達及內嵌式角度測量裝置。本發明提供的內嵌式角度測量裝置包括：金屬上底座、金屬下底座、多個測量頂電極、多個測量底電極、多個屏蔽頂電極和多個屏蔽底電極。對應每一測量頂電極設置有一個測量底電極，測量頂電極和測量底電極形成多個電容結構，微馬達的轉子轉動帶動各測量底電極運動，從而改變測量頂電極和測量底電極之間的電容值，通過實時變化的電容值表征轉子的轉動角度。多個屏蔽頂電極和多個屏蔽底電極形成內屏蔽層，金屬上底座和金屬下底座蓋合后形成外屏蔽層，采用內外兩層屏蔽結構設計，使得內嵌式角度測量裝置具有較強的屏蔽外界電磁環境干擾的能力，同時避免了在內嵌檢測的同時，微馬達驅動信號對檢測的影響。

技術領域

本發明涉及微機電系統領域，特別是涉及一種用于微馬達的內嵌式角度測量裝置。

背景技術

基于壓電執行器的微馬達受壓電材料蠕變和非線性的影響，其運動軌跡以及位移精度都相對較低，因此，需要對基于壓電執行器的微馬達實施反饋控制，從而使執行結構獲得與預期相符的運動。而實施反饋控制或者閉環控制最重要的一環就是對被執行結構的運動狀態進行精確監測。而對于壓電微馬達，一方面由于壓電材料的介電常數很大，造成寄生電容很大，且在加電過程中材料的性能存在較大的變化；另一方面由于機電器件的結構復雜，尺寸限制嚴重。現有技術中雖然存在采用電容方式來對微馬達的狀態進行檢測的技術方案，但是，發明人發現，由于微馬達的轉子為可動部件，無法外加激勵信號，激勵信號只能加在傳感器側，而該結構在傳感器側唯一的內屏蔽層增加了激勵信號后再無其他屏蔽結構，使得傳感器抗外界電磁干擾以及內部微執行器驅動信號干擾的能力差。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于微馬達的內嵌式角度測量裝置及一種微馬達，采用內外兩層屏蔽結構設計，使得內嵌式角度測量裝置具有較強的屏蔽外界電磁環境干擾的能力，同時避免了在內嵌檢測的同時，微馬達驅動信號對檢測的影響。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種用于微馬達的內嵌式角度測量裝置，所述測量裝置包括：金屬上底座、金屬下底座、多個測量頂電極、多個測量底電極、多個屏蔽頂電極和多個屏蔽底電極；其中，

所述金屬上底座蓋合在所述金屬下底座的開口部形成封閉腔體，微馬達位于所述腔體內；

多個所述屏蔽頂電極處于一個與所述微馬達的定子同軸的虛擬圓環上，對應每一所述屏蔽頂電極設置有一個所述屏蔽底電極；

在每一所述屏蔽底電極的正下方設置有一個所述測量頂電極，且所述屏蔽底電極與所述測量頂電極之間絕緣；

對應每一所述測量頂電極設置有一個所述測量底電極，所述測量頂電極和所述測量底電極形成多個電容結構，所述微馬達的轉子轉動時能夠帶動各所述測量底電極運動。

可選的，所述金屬上底座的下表面對應每一所述屏蔽頂電極的區域設置有底硅，所述屏蔽頂電極固定在所述底硅的下表面。

可選的，所述屏蔽底電極與所述測量頂電極之間設置有第一絕緣層。

可選的，所述測量頂電極的下表面設置有第二絕緣層。

可選的，所述屏蔽底電極與所述屏蔽頂電極之間設置有鋯鈦酸鉛壓電陶瓷層。

可選的，所述測量頂電極為金屬電極。

可選的，所述測量頂電極為金電極。

可選的，所述測量底電極設置在所述微馬達的轉子底板上。

一種微馬達，所述微馬達包括所述的內嵌式角度測量裝置。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：