214B，和諧振器216A和216B，其可以對(duì)應(yīng)于懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量2，齒4，彎曲部6，支撐基座8，電極14A和14B，和諧振器16A和16B，分別地如圖1中所描述的。在一些示例中，加速度計(jì)201可以是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)加速度計(jì)。
[0045]懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202由于加速度計(jì)201的加速度而在如由支撐基座208定義的平面中旋轉(zhuǎn)。齒204通過(guò)由于齒204上的力的變化引起的加速度計(jì)201的諧振頻率的變化而能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)加速度計(jì)201中的力的量(例如，力的增加或減小)。在一些示例中，齒204可以是諧振器216A和216B的一部分。例如，齒204可以是雙端音叉(DETF)的一部分。在一些不例中，齒204可以以諧振頻率振動(dòng)，其是跨齒4施加的負(fù)載的函數(shù)。此外，當(dāng)力(例如，力的增加或減少)被置于齒204上時(shí)齒204可以在頻率方面變化。在一些示例中，齒204可以被多個(gè)電極圍繞。例如，多個(gè)電極可以與齒204相鄰和/或在齒204下面。在這些示例中，齒204可以保持來(lái)自由多個(gè)電極(例如，起驅(qū)動(dòng)電極作用)所提供的電場(chǎng)的它們的諧振(即，繼續(xù)在平面內(nèi)且異相振動(dòng))。在這些示例中，齒204的位置還可以由多個(gè)電極(例如，起拾取電極作用)確定。在一些示例中，齒204的諧振頻率可以由多個(gè)電極檢測(cè)，使得多個(gè)電極提供相應(yīng)的齒位置拾取(pickoff)信號(hào)，其可以被獨(dú)立地放大，并且將每個(gè)信號(hào)的頻率的任何變化解釋為加速度。在這些示例中，來(lái)自相應(yīng)的DETF的多個(gè)齒位置拾取信號(hào)的變化可以被組合，并將其解釋為加速度計(jì)201的加速度的量。
[0046]彎曲部206靈活地將懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202連接到支撐基座208，并且支撐在支撐基座208內(nèi)的懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202。在一些示例中，彎曲部206可以是鉸鏈，其使得懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202能夠由于加速度計(jì)201的加速度而在由支撐基座208定義的平面中繞彎曲部206在樞軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0047]支撐基座208通過(guò)彎曲部206向懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202提供支撐，諧振器216A和216B可以包含可以使懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202位移的力。例如，支撐基座208可以是平面的，定義了平面，其中懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202、齒204、彎曲部206與諧振器216A和216B也位于所定義的平面中。在一些示例中，支撐基座208可以由單片材料構(gòu)成，其中蝕刻多個(gè)特征以形成加速度計(jì)201的頂層。在一些示例中，支撐基座208可以必要地由石英襯底或硅襯底構(gòu)成。
[0048]在圖4的示例中，加速度計(jì)201包括懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202，齒204，彎曲部206，支撐基座208，電極214A和214B以及諧振器216A和216B。在此示例中，加速度計(jì)201B可以在從右到左的加速度下。加速度計(jì)201從右到左的加速度可以引起懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202通過(guò)牛頓力的從左到右的旋轉(zhuǎn)，其是等于質(zhì)量乘以加速度的力。懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202從左到右的旋轉(zhuǎn)可以引起懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的中心質(zhì)量繞由彎曲部206創(chuàng)建的鉸鏈旋轉(zhuǎn)，使得懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的左上部分在支撐基座208的平面中向上遠(yuǎn)離彎曲部206移動(dòng)，并且懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的右上部分在支撐基座208的平面中向下朝著彎曲部206移動(dòng)。懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的平面內(nèi)移動(dòng)可以引起諧振器216A接收壓縮力，諧振器216B接收張力，這可以改變諧振器216A和216B的頻率。
[0049]諧振器216A和216B可以是具有齒204的雙端音叉(DETF)，其可以檢測(cè)懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的旋轉(zhuǎn)。諧振器216A和216B還可以包括可以部分地圍繞齒204的一部分的電極214A和214B。例如，電極214A和214B可以與齒204相鄰或者被施加在齒204上。諧振器216A和216B中的每個(gè)可以通過(guò)電極214A和214B而連接到相應(yīng)的振蕩器電路(例如，振蕩器電路18)以保持齒204的諧振。
[0050]相應(yīng)的振蕩器電路(例如，如圖1中所描述的振蕩器電路18)通過(guò)如下來(lái)保持齒204的諧振:使用來(lái)自電極214A和214B的所檢測(cè)的瞬時(shí)DETF齒位置，例如，相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)，并且隨后放大相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)以創(chuàng)建相應(yīng)的諧振器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后使用電極214A和214B將其施加到諧振器216A和216B。諧振器216A和216B的頻率可以是跨齒204施加的負(fù)載的函數(shù)(例如，通過(guò)懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的移動(dòng))。以這種方式，在相應(yīng)的諧振器驅(qū)動(dòng)信號(hào)與相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)同相的情況下，相應(yīng)的諧振器驅(qū)動(dòng)信號(hào)滿足Barkhausen穩(wěn)定準(zhǔn)則。
[0051 ]電極214A和214B中的每個(gè)包括驅(qū)動(dòng)齒204以保持齒204的諧振并檢測(cè)齒204的位置的多個(gè)電極。與相應(yīng)的振蕩器電路組合的電極214A和214B提供了圖案化的電場(chǎng)，以引起齒204保持齒204的諧振。與相應(yīng)的齒204相鄰的電極214A和214B中的每個(gè)可以將相應(yīng)的齒204的位置檢測(cè)為相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)。電極214A和214B可以被配置成使用電容、電磁或光學(xué)裝置來(lái)檢測(cè)相應(yīng)的齒204的位置。在一些示例中，與由電極214A和214B檢測(cè)的相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)相關(guān)聯(lián)的頻率可以指示齒204的諧振頻率。電極214A和214B還可以向相應(yīng)的振蕩器電路提供檢測(cè)的相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)，該電路放大相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)從而創(chuàng)建相應(yīng)的諧振器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。相應(yīng)的諧振器驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以被相應(yīng)的振蕩器電路提供到相應(yīng)的電極214A和214B以保持齒204的諧振(例如平面內(nèi)且異相)。相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)還可以被獨(dú)立地放大，并且將其作為輸出提供到處理器(例如，處理器20)。以這種方式，電極214A和214B可以通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)來(lái)檢測(cè)懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的旋轉(zhuǎn)，每個(gè)相應(yīng)的齒位置拾取信號(hào)具有指示齒204的諧振頻率的改變的頻率。
[0052]在一些示例中，電極214A和214B可以包括位于齒204或基底層(未示出)上的結(jié)構(gòu)。例如，可以通過(guò)將基底層直接熔融結(jié)合到支撐基座208而將基底層的電極214A和214B施加到支撐基座208。在其它實(shí)例中，基底層的電極214A和214B可以通過(guò)使用釬焊(braze)材料、環(huán)氧樹(shù)脂或粘合劑而被施加到支撐基座208，以將基底層結(jié)合到支撐基座208。在一些示例中，電極214A和214B可以具有通過(guò)真空沉積而被應(yīng)用為電極214A和214B的金屬化圖案，以及經(jīng)由導(dǎo)線結(jié)合而從附著的電子設(shè)備(例如，振蕩器電路等)發(fā)送的電荷或電場(chǎng)。
[0053]在圖4的示例中，諧振器216A和216B與彎曲部206將懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202連接到支撐基座208，并且在互相平行的閾值度數(shù)內(nèi)(例如，加或減5度)，并且在垂直于懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的閾值度數(shù)內(nèi)(例如，在75°和105°之間，在垂直的加或減15度內(nèi)等)。在圖4的示例中，在懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量20 2的第一側(cè)的中間附近連接彎曲部206。在圖4的示例中，與懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量202的第二側(cè)的中間等距離地連接諧振器216A和216B。在一些示例中，諧振器216A和216B、以及彎曲部206可以具有零計(jì)量長(zhǎng)度，因?yàn)閺澢?06與諧振器216A和216B以相同的速率沿著類似的距離膨脹，這降低了對(duì)熱膨脹的敏感性。雖然在圖4中未示出，但是在一些示例中，殼體結(jié)構(gòu)可以圍繞加速度計(jì)201，并且可以被附著到支撐基座208。
[0054]圖5A-5D是圖示出根據(jù)本文所描述的技術(shù)的加速度計(jì)的示例性形成的框圖，其包括被配置成在由支撐基座定義的平面中旋轉(zhuǎn)的懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量。在圖5A的示例中，加速度計(jì)300A是襯底302A。在一些示例中，襯底302A可以是包括結(jié)晶石英材料或硅材料中的一個(gè)的材料。
[0055]在圖5B的示例中，加速度計(jì)300B是具有光致抗蝕劑304的掩蔽的襯底302B，其被掩蔽以在襯底302B上定義多個(gè)特征。例如，具有光致抗蝕劑304的掩蔽的襯底302B被暴露到蝕亥IJ技術(shù)(例如，各向同性蝕刻，化學(xué)蝕刻，DRIE蝕刻等)以從襯底302B移除材料的至少一部分從而在襯底302B上形成多個(gè)特征。在本示例中，被蝕刻到襯底302B中的多個(gè)特征可以包括支撐基座，懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量，彎曲部，可選系繩，以及至少兩個(gè)諧振器。
[0056]在圖5C的示例中，加速度計(jì)300C是被蝕刻的襯底302C。例如，被蝕刻襯底302C的蝕刻可以定義多個(gè)特征，其可以包括支撐基座310，懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量312，諧振器316A和316B(例如，雙端音叉)，可選系繩318，和彎曲部320，其可以對(duì)應(yīng)于如圖1中所描述的支撐基座10，懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量2，諧振器16A和16B，可選系繩(tether)12，和彎曲部6。在一些示例中，多個(gè)特征可以從基本類似的材料被蝕刻。在一些示例中，可選系繩318可以將懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量312耦合到支撐基座310。在這些示例中，可選系繩318可以被配置成相對(duì)于支撐基座310的被定義的平面來(lái)限制懸垂的檢驗(yàn)質(zhì)量312的平面外運(yùn)動(dòng)。
[0057]在圖5D的示例中，