專利名稱：加速度傳感器的制作方法
加速度傳感器
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加速度傳感器，尤其涉及一種可單獨使用，也可與雙軸加速度計結(jié)合構(gòu)成三軸加速度計的加速度傳感器。
背景技術(shù)：
隨著電子機(jī)械系統(tǒng)研究的深入及電子設(shè)備的智能化，各種類型的傳感器得到極大關(guān)注。其中，廣泛應(yīng)用于運(yùn)動系統(tǒng)監(jiān)測和控制的加速度傳感器，比如汽車安全氣墊裝置中的核心測量敏感器件加速度傳感器已經(jīng)形成產(chǎn)品。加速度傳感器的種類很多,尤以電容式加速度傳感器為主要方向。加速度傳感器包括加速度傳感器和雙軸加速度傳感器兩種，加速度傳感器成本、低、應(yīng)用較廣，不但可以測量單一方向的加速度，還可以與雙軸加速度傳感器結(jié)合構(gòu)成三軸加速度計，來測量物體在運(yùn)動過程中三個方向的加速度以測量出物體的運(yùn)動狀態(tài)。相關(guān)技術(shù)的加速度傳感器為平板電容式傳感器，其主要包括彈簧、與彈簧相連的質(zhì)量塊、與質(zhì)量塊相連的動電極、與動電極間隔設(shè)置并固定不動的靜電極。當(dāng)有外力作用時，質(zhì)量塊和動電極在彈簧的牽弓I下運(yùn)動，動電極相對所述靜電極發(fā)生位移，動電極相對靜電極的正對面積發(fā)生改變，根據(jù)電容C的計算公式C= ε S/D，從而動電極與靜電極之間形成一電容C。其中，S代表所述動電極相對所述靜電極之間的相對面積，D代表所述動電極相對所述靜電極之間的間距。由上述公式可知，電容C與間距D的改變成非線性關(guān)系。因此，該加速度傳感器所感測的加速度與電容的變化也呈非線性變化。然而，在實際操作中，需要在有平板式的加速度傳感器的集成電路中，設(shè)置一個處理模塊，該處理模塊可以將加速度傳感器的非線性輸出量轉(zhuǎn)換成線性輸出量，以獲得所需的參數(shù)值。但是，處理模塊的存在會使有該加速度傳感器的集成電路變得更為復(fù)雜，在實際工作中，會產(chǎn)生更多的噪聲，從而很大程度地降低了產(chǎn)品的信噪比，使靈敏度及精度受限。因此，有必要提出一種新的加速度傳感器來克服上述問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需解決的技術(shù)問題是提供一種測量精度高，性能更優(yōu)的加速度傳感器。一種加速度傳感器，其包括位于中央可扭轉(zhuǎn)的折疊彈簧、位于折疊彈簧兩側(cè)的檢測單元，所述檢測單元包括第一基底和第二基底、位于第一基底和第二基底上方并分別與折疊彈簧兩側(cè)相連的第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊、分別自第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊向遠(yuǎn)離折疊彈簧的一側(cè)延伸而出的第一動電極和第二動電極、分別與第一動電極和第二動電極構(gòu)成梳齒結(jié)構(gòu)形成電容效應(yīng)的第一定電極和第二定電極、及支撐固定第一定電極和第二定電極的第一固定端和第二固定端，所述第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊上靠近折疊彈簧的位置處分別設(shè)有第一梁式彈簧和第二梁式彈簧。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊的大小、形狀均相等。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，第一梁式彈簧和第二梁式彈簧關(guān)于折疊彈簧對稱。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，兩個動電極的長度相同，且兩個定電極的長度相同。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一梁式彈簧和第二梁式彈簧的兩端分別設(shè)有夾持質(zhì)量塊的固定塊。與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明加速度傳感器由位于中央的可扭轉(zhuǎn)的折疊彈簧支撐位于其兩側(cè)的檢查單元，實現(xiàn)可扭轉(zhuǎn)式的加速度傳感器，通過平衡兩側(cè)的檢測單元而實現(xiàn)誤差小、精度高的測量效果。相比平板式的加速度傳感器，會輸出線性的測量結(jié)果，從而避免相關(guān)技術(shù)中采用處理模塊而導(dǎo)致信噪比低的弊端，大大提高靈敏度及精度，性能更優(yōu)。

圖I為本發(fā)明加速度傳感器的兩個動電極與兩個定電極交錯時的狀態(tài)圖。圖2為本發(fā)明加速度傳感器的兩個動電極與兩個定電極分開的狀態(tài)圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I和圖2所示，為本發(fā)明加速度傳感器10，其包括位于中央可扭轉(zhuǎn)的折疊彈簧11、位于折疊彈簧11兩側(cè)的檢測單元。在本實施例中，檢測單元包括兩個相互對稱設(shè)置的檢測模塊，即第一檢測模塊100和第二檢測模塊101。第一檢測模塊100和第二檢測模塊101具體包括兩個相隔一定距離的第一基底120和第二基底121、位于第一基底120和第二基底121上方并分別與折疊彈簧11兩側(cè)相連的第一質(zhì)量塊130和第二質(zhì)量塊131、分別自第一質(zhì)量塊130和第二質(zhì)量塊131向遠(yuǎn)離折疊彈簧11的一側(cè)延伸而出的第一動電極140和第二動電極141、分別與第一動電極140和第二動電極141構(gòu)成梳齒結(jié)構(gòu)形成電容效應(yīng)的第一定電極150和第二定電極151、及設(shè)置于第一定電極150和第二定電極151兩端以起到固定作用的第一固定端160和第二固定端161。其中，第一固定端160和第二固定端161是固定于某一外部載體上的。第一基底120和第二基底121可以加強(qiáng)兩個質(zhì)量塊的振動量。第一質(zhì)量塊130和第二質(zhì)量塊131上靠近折疊彈簧11的位置處分別設(shè)有分別支撐第一檢測模塊100和第二檢測模塊101運(yùn)動的第一梁式彈簧170和第二梁式彈簧171。第一梁式彈簧170設(shè)有夾持于第一質(zhì)量塊130兩端的兩個第一固定塊701，第二梁式彈簧171設(shè)有夾持于第二質(zhì)量塊131兩端的兩個第二固定塊711。在本實施例中，第一質(zhì)量塊130和第二質(zhì)量塊131的大小、形狀均相等，同時，第一梁式彈簧170和第二梁式彈簧171關(guān)于折疊彈簧11對稱，以保證測量的精度。此外，第一動電極140和第二動電極141的長度相等，第一定電極150和第二定電極151的長度相等。這樣，當(dāng)有外力作用時，第一檢測模塊100和第二檢測模塊101會因不同的外力而各自運(yùn)動，并各自產(chǎn)生電容值A(chǔ)C1和AC2，而由于折疊彈簧11存在，就會平衡兩個檢測模塊的運(yùn)動，使二者的電容值A(chǔ)C1和Λ C2近乎相等，這樣，就會使加速度傳感器輸出線性度較高的測量結(jié)果，從而提高加速度傳感器的靈敏度及測量精度。以上所述的僅是本發(fā)明的實施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種加速度傳感器，其特征在于所述加速度傳感器包括位于中央可扭轉(zhuǎn)的折疊彈簧、位于折疊彈簧兩側(cè)的檢測單元，所述檢測單元包括第一基底和第二基底、位于第一基底和第二基底上方并分別與折疊彈簧兩側(cè)相連的第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊、分別自第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊向遠(yuǎn)離折疊彈簧的一側(cè)延伸而出的第一動電極和第二動電極、分別與第一動電極和第二動電極構(gòu)成梳齒結(jié)構(gòu)形成電容效應(yīng)的第一定電極和第二定電極、及支撐固定第一定電極和第二定電極的第一固定端和第二固定端，所述第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊上靠近折疊彈簧的位置處分別設(shè)有第一梁式彈簧和第二梁式彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加速度傳感器，其特征在于所述第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊的大小、形狀均相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加速度傳感器，其特征在于第一梁式彈簧和第二梁式彈簧關(guān)于折置彈黃對稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加速度傳感器，其特征在于兩個動電極的長度相同，且兩個定電極的長度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意一項所述的加速度傳感器，其特征在于所述第一梁式彈簧和第二梁式彈簧的兩端分別設(shè)有夾持質(zhì)量塊的固定塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種加速度傳感器，其包括位于中央可扭轉(zhuǎn)的折疊彈簧、位于折疊彈簧兩側(cè)的檢測單元，所述檢測單元包括第一基底和第二基底、位于第一基底和第二基底上方并分別與折疊彈簧兩側(cè)相連的第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊、分別自第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊向遠(yuǎn)離折疊彈簧的一側(cè)延伸而出的第一動電極和第二動電極、分別與第一動電極和第二動電極構(gòu)成梳齒結(jié)構(gòu)形成電容效應(yīng)的第一定電極和第二定電極、及支撐固定第一定電極和第二定電極的第一固定端和第二固定端，所述第一質(zhì)量塊和第二質(zhì)量塊上靠近折疊彈簧的位置處分別設(shè)有第一梁式彈簧和第二梁式彈簧。與相關(guān)技術(shù)本比，本發(fā)明的加速度傳感器測量精度高，靈敏度性能更優(yōu)。
文檔編號G01P15/18GK102707090SQ20121000707
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者張睿, 王琳琳 申請人:瑞聲聲學(xué)科技(深圳)有限公司, 瑞聲科技(新加坡)有限公司