裝置，其特征在于，所述第一感測元件和所述第二感測元件對所述至少一個質(zhì)量塊的在平行于所述襯底的平面中的運動作出響應(yīng)。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一感測元件對所述至少一個質(zhì)量塊的垂直于所述襯底的運動作出響應(yīng)，所述第二感測元件對所述至少一個質(zhì)量塊的在平行于所述襯底的平面中的運動作出響應(yīng)。15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS裝置，其特征在于，包括第三感測元件，其中所述第三感測元件耦合到所述至少一個質(zhì)量塊。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的MEMS裝置，其特征在于，所述信號處理器進一步耦合到對沿著第二方向的環(huán)境加速度作出響應(yīng)的所述第三感測元件。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的MEMS裝置，其特征在于，所述信號處理器進一步耦合到對沿著第二軸的環(huán)境磁場作出響應(yīng)的所述第三感測元件。18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS裝置，其特征在于，所述信號處理器進一步包含可操作以允許在所述環(huán)境加速度的感測與所述環(huán)境磁場的感測之間切換的第一開關(guān)。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的MEMS裝置，其特征在于，包含可操作以允許基于環(huán)境加速度的所述第二軸的感測改變所述信號處理器的第二開關(guān)。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的MEMS裝置，其特征在于，包含可操作以允許基于環(huán)境磁場的所述第二軸的感測改變所述信號處理器的第二開關(guān)。21.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一和第二差分電容器以惠斯通電橋配置連接。22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，包含自測試線圈，其中所述自測試線圈攜載電流以產(chǎn)生用于測試所述MEMS裝置的磁場。23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一和第二感測元件各自為壓電電阻器感測元件。24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一和第二感測元件各自為壓電感測元件。25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一和第二感測元件各自為光學(xué)感測元件。26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的MEMS裝置，其特征在于，包含第二MEMS裝置，其中所述第二 MEMS裝置相對于所述MEMS裝置垂直定位，其中測量環(huán)境加速度的三軸和環(huán)境磁場的三軸。根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其中所述第一磁化磁性材料包括鈷(Co)、鐵(Fe)和鎳(Ni)的任何組合。27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一磁化磁性材料由硬的磁性材料制成。28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一磁化磁性材料包括交替的鐵磁性材料層和抗鐵磁性材料層。29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，包括經(jīng)配置以將靜電力施加在所述至少一個質(zhì)量塊上的自測試電極。30.一種MEMS裝置，其特征在于，包括: 至少一個質(zhì)量塊； 第一磁化磁性材料，其部分安置在所述至少一個質(zhì)量塊的表面上； 第一彈簧，其錨定在襯底上以支撐所述至少一個質(zhì)量塊； 第一感測元件，其對沿著第一軸的環(huán)境磁場作出響應(yīng)， 其中所述第一感測耦合到所述至少一個質(zhì)量塊；以及 第二感測元件，其對沿著所述第一方向的環(huán)境加速度作出響應(yīng)，其中所述第二感測元件耦合到所述至少一個質(zhì)量塊， 其中所述至少一個質(zhì)量塊響應(yīng)于沿著所述第一方向的環(huán)境加速度以及沿著所述第一軸的環(huán)境磁場而移動。31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一和第二感測元件相互正交。32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的MEMS裝置，其特征在于，包括用于將靜電力施加在所述至少一個質(zhì)量塊上的自測試電極。33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的MEMS裝置，其特征在于，包括信號處理電路，所述信號處理電路具有可操作以在第一驅(qū)動頻率下驅(qū)動所述第一感測元件的第一解調(diào)器以及可操作以在第二驅(qū)動頻率下驅(qū)動所述第二感測元件的第二解調(diào)器，所述第二驅(qū)動頻率與所述第一驅(qū)動頻率基本上不同， 其中使用所述第一和第二驅(qū)動頻率下的頻率解調(diào)基本上同時感測所述環(huán)境加速度和環(huán)境磁場。34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的MEMS裝置，其特征在于，所述第一磁化磁性材料包括交替的硬磁性材料層和軟磁性材料層。35.一種通過MEMS裝置檢測磁場的方法，其特征在于，包括: 提供響應(yīng)于環(huán)境加速度而移動的第一質(zhì)量塊； 提供響應(yīng)于環(huán)境磁場和所述環(huán)境加速度而移動的第二質(zhì)量塊； 感測所述第一質(zhì)量塊的運動； 感測所述第二質(zhì)量塊的運動； 組合所述第一和第二質(zhì)量塊的所述所感測運動以確定環(huán)境磁場。36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，在所述第二質(zhì)量塊上提供磁化磁性材料。37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述組合步驟包含在感測所述第一質(zhì)量塊與所述第二質(zhì)量塊之間切換以輸出與環(huán)境加速度或環(huán)境磁場成比例的信號。38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，包括檢測所述信號處理器的系數(shù)，用于組合第一和第二感測元件以輸出與環(huán)境磁場成比例的信號的方法，所述方法包括: 第一自測試，用于使所述第一質(zhì)量塊在具有已知量值的自然頻率下共振； 測量第一感測元件的響應(yīng)，其中第二自測試使所述第二質(zhì)量塊在具有已知量值的所述自然頻率下共振； 測量所述第二感測元件的響應(yīng)；以及 使用來自所述第一和第二感測元件的所述所測量響應(yīng)來確定所述系數(shù)。39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，包括: 在質(zhì)量塊響應(yīng)于環(huán)境磁場和環(huán)境加速度而移動后，感測元件一，即元件一對環(huán)境加速度作出響應(yīng)并且使用頻率一在所述質(zhì)量塊處進行驅(qū)動或解調(diào)； 感測元件二對環(huán)境磁場作出響應(yīng)并且使用頻率二在所述質(zhì)量塊處進行驅(qū)動和解調(diào)。40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，包括: 在質(zhì)量塊響應(yīng)于環(huán)境磁場和環(huán)境加速度而移動后，感測元件一，即元件一對環(huán)境加速度和環(huán)境磁場作出響應(yīng)并且使用頻率一在所述質(zhì)量塊處進行驅(qū)動和解調(diào)； 感測元件二對環(huán)境磁場和環(huán)境加速度作出響應(yīng)并且使用頻率二在所述質(zhì)量塊處進行驅(qū)動和解調(diào)；以及 通過信號處理器組合所述元件一的所述經(jīng)解調(diào)響應(yīng)和所述元件二的所述經(jīng)解調(diào)響應(yīng)以輸出歸因于環(huán)境加速度的所述響應(yīng)。41.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，包括: 在質(zhì)量塊響應(yīng)于環(huán)境磁場和環(huán)境加速度而移動后，感測元件一，即元件一對環(huán)境加速度和環(huán)境磁場作出響應(yīng)并且使用頻率一在所述質(zhì)量塊處進行驅(qū)動和解調(diào)； 感測元件二，即元件二對環(huán)境磁場和環(huán)境加速度作出響應(yīng)并且使用頻率二在所述質(zhì)量塊處進行驅(qū)動和解調(diào)；以及 通過信號處理器組合元件一的所述經(jīng)解調(diào)響應(yīng)和元件二的所述經(jīng)解調(diào)響應(yīng)以輸出歸因于環(huán)境磁場的所述響應(yīng)。42.一種通過MEMS裝置檢測磁場的方法，其特征在于，包括: 提供響應(yīng)于磁場和加速度而移動的質(zhì)量塊； 通過感測元件一感測所述質(zhì)量塊沿著第一軸的運動并且使用感測元件二感測所述質(zhì)量塊沿著第二軸的運動；以及 使用信號處理器組合感測元件一和感測元件二的輸出以確定所述磁場。43.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，包括檢測所述信號處理器的系數(shù)，用于組合第一和第二感測元件以輸出與環(huán)境磁場成比例的信號，其中自測試使所述質(zhì)量塊在具有已知量值的自然頻率處共振；使用所述第一和第二感測元件感測在兩個軸中的所述運動；以及使用來自所述第一和第二感測元件的所述所測量響應(yīng)來確定所述系數(shù)。44.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，在所述第二質(zhì)量塊上提供磁化磁性材料。45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述組合進一步包括: 產(chǎn)生第一頻率下的第一信號，其中所述第一信號與所述質(zhì)量塊在第一方向上的所述運動成比例； 產(chǎn)生第二頻率下的第二信號，其中所述第二信號與所述質(zhì)量塊在第二方向上的所述運動成比例； 調(diào)制第一頻率下的所述第一以及第二信號第二頻率。46.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，所述第二質(zhì)量塊的旋轉(zhuǎn)中心與所述第二質(zhì)量塊的質(zhì)量中心不對準(zhǔn)。47.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，歸因于制造缺陷，所述第二質(zhì)量塊的旋轉(zhuǎn)中心與所述第二質(zhì)量塊的質(zhì)量中心不對準(zhǔn)。
【專利摘要】MEMS裝置包含第一質(zhì)量塊；第一磁化磁性材料，其部分安置在所述第一質(zhì)量塊的表面上；第一彈簧，其錨定在襯底上以支撐所述第一質(zhì)量塊；以及第一感測元件，其耦合到所述第一質(zhì)量塊并且可操作以感測由環(huán)境加速度引起的所述第一質(zhì)量塊的運動。所述MEMS裝置進一步包含第二感測元件，其耦合到所述第一質(zhì)量塊并且可操作以感測由環(huán)境磁場引起的所述第一質(zhì)量塊的所述運動。
【IPC分類】G01P15/08
【公開號】CN105358990
【申請?zhí)枴緾N201480015707
【發(fā)明人】約瑟夫·席格, 邱金, 馬修·朱利安·湯普森
【申請人】應(yīng)美盛股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2014年3月13日
【公告號】EP2972417A1, US20140266170, WO2014151370A1