[發(fā)明專利]加速度傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210040467.3
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114487482A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 嚴世濤;占瞻;楊珊;馬昭;彭宏韜;闞梟;李楊;黎家健;洪燕;陳秋玉
• 申請（專利權）人: 瑞聲開泰科技(武漢)有限公司;瑞聲聲學科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01P15/125
• 分類號: G01P15/125
• 代理公司: 深圳君信誠知識產權代理事務所(普通合伙) 44636
• 代理人: 劉偉

本發(fā)明提供了一種加速度傳感器，包括傳感單元，傳感單元包括：呈環(huán)狀的外側耦合單元；蹺蹺板結構，包括至少兩個且設置于外側耦合單元的內側；內側耦合單元，包括將相鄰兩個蹺蹺板結構連接的內側耦合彈性梁；檢驗質量塊，固定于外側耦合單元或內側耦合單元或蹺蹺板結構；面內耦合彈性件，將蹺蹺板結構彈性連接至外側耦合單元；面內位移檢測裝置，設置于檢驗質量塊，用于檢測檢驗質量塊沿第一方向和/或沿第二方向產生的運動；面外位移檢測裝置，所設置于外側耦合單元和/或蹺蹺板結構和/或內側耦合單元，用于檢測蹺蹺板結構沿第三方向產生的運動。與相關技術相比，本發(fā)明的加速度傳感器結構緊湊尺寸小，檢測線性度高、交叉抑制比高、精度高。

【技術領域】

本發(fā)明涉及一種傳感器裝置，尤其涉及一種運用于便攜式電子產品的加速度傳感器。

【背景技術】

隨著電子技術的發(fā)展，加速度傳感器被普遍運用到各種便攜式電子設備比如手機、IPAD等，用于檢測物體或設備運動、傾斜時的加速度，用以實現(xiàn)3D動作，得到消費者的青睞。

相關技術的加速度傳感器包括基底、設置于基底上的傳感單元以及位于與所述傳感單元相同層面的錨塊。所述傳感單元包括呈矩形環(huán)狀的質量框架、固定于所述質量框架其中一側的檢驗質量塊和位于所述質量框架內側的內側耦合結構，所述錨塊分別將所述檢驗質量塊和所述內側耦合結合通過絕緣方式固定于所述基底，所述內側耦合結構設有X/Y向第一檢測極板，所述質量框架設置有Z向第一檢測極板，所述基底設有與所述X/Y向第一檢測極板形成電容結構的X/Y向第二檢測極板，以及與所述Z向第一檢測極板形成電容結構的Z向第二檢測極板。由于檢驗質量塊設置于質量框架的其中一側，即Z向加速度檢測(繞X軸向轉動)采用蹺蹺板結構的非對稱的檢驗質量塊，X向面外加速度檢測(沿X軸向平動)與Y向面外加速度檢測(繞Y軸向轉動)將整個蹺蹺板結構作為線性檢驗質量，通過對應的電容極板實現(xiàn)多軸檢測。但這種結構的缺點是Z軸向用的是非對稱的轉動檢驗質量，因此檢驗質量塊不能做大，同時也限制了在該檢驗質量塊上做其他結構導致質量的減少，降低了檢測精度；其次，此結構的非對稱轉動檢驗質量將加劇面外的Z向第二檢測極板轉動，降低了檢測線性度。

【發(fā)明內容】

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構緊湊尺寸小，檢測線性度高、交叉抑制比高且精度高的加速度傳感器。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種加速度傳感器，包括基座、設置于所述基座上面的傳感單元、以及固定于所述基座并位于與所述傳感單元相同層面的多個錨塊，所述錨塊將所述傳感單元固定于所述基座上；所述傳感單元包括：

外側耦合單元，所述外側耦合單元呈環(huán)狀結構，包括沿第一方向相對且間隔設置的兩個第一側梁和沿第二方向相對且間隔設置的兩個第二側梁，所述外側耦合單元疊設于所述基座；所述第一方向與所述第二方向所在的平面與所述基座平行；

蹺蹺板結構，所述蹺蹺板結構包括至少兩個且兩兩間隔設置于所述外側耦合單元的內側；每一所述蹺蹺板結構包括平行于所述基座設置的兩根相互間隔的扭簧和平行于所述基座并固定于所述扭簧的連接梁，所述連接梁與所述扭簧相互垂直，兩根所述扭簧相互靠近的一端分別連接至所述連接梁，兩根所述扭簧相互遠離的一端分別固定于兩個所述錨塊并通過所述錨塊固定于所述基座上；

內側耦合單元，所述內側耦合單元包括內側耦合彈性梁，所述內側耦合彈性梁位于相鄰的兩個所述蹺蹺板結構之間，并將相鄰兩個所述蹺蹺板結構彈性連接，用于使所述蹺蹺板結構沿第三方向產生運動時產生共耦并消弱所述蹺蹺板結構面內的轉動；其中，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向兩兩相互垂直；

檢驗質量塊，所述檢驗質量塊固定于所述外側耦合單元或所述內側耦合單元或所述蹺蹺板結構；

面內耦合彈性件，所述面內耦合彈性件位于所述蹺蹺板結構遠離所述內側耦合彈性梁的一端，并將所述蹺蹺板結構彈性連接至所述外側耦合單元，用于為所述檢驗質量塊沿所述第一方向和/或所述第二方向產生線性運動時提供撓性支撐并使所述蹺蹺板結構沿所述第三方向的運動共耦；