專利名稱：加速度傳感器的制作方法
加速度傳感器
技術領域：
本發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合構成三軸加速度計的加速度傳感器。
背景技術：
隨著電子機械系統研究的深入及電子設備的智能化，各種類型的傳感器得到極大關注。其中，廣泛應用于運動系統監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形成產品。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合構成三軸加速度計，來測量物體在運動過程中三個方向的加速度以測量出物體的運動狀態。相關技術的加速度傳感器為平板電容式傳感器，其主要包括彈簧、與彈簧相連的質量塊、與質量塊相連的動電極、與動電極間隔設置并固定不動的靜電極。當有外力作用時，質量塊和動電極在彈簧的牽弓I下運動，動電極相對所述靜電極發生位移，動電極相對靜電極的正對面積發生改變，根據電容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換成線性輸出量，以獲得所需的參數值。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雜，在實際工作中，會產生更多的噪聲，從而很大程度地降低了產品的信噪比，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。

發明內容本發明需解決的技術問題是提供一種測量精度高，性能更優的加速度傳感器。一種加速度傳感器，其包括位于中央可扭轉的折疊彈簧、位于折疊彈簧兩側的檢測單元，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相連的第一質量塊和第二質量塊、分別自第一質量塊和第二質量塊向遠離折疊彈簧的一側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成梳齒結構形成電容效應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，所述第一質量塊和第二質量塊上靠近折疊彈簧的位置處分別設有第一梁式彈簧和第二梁式彈簧。作為本發明的一種改進，所述第一質量塊和第二質量塊的大小、形狀均相等。作為本發明的一種改進，第一梁式彈簧和第二梁式彈簧關于折疊彈簧對稱。
作為本發明的一種改進，兩個動電極的長度相同，且兩個定電極的長度相同。作為本發明的一種改進，所述第一梁式彈簧和第二梁式彈簧的兩端分別設有夾持質量塊的固定塊。與相關技術相比，本發明加速度傳感器由位于中央的可扭轉的折疊彈簧支撐位于其兩側的檢查單元，實現可扭轉式的加速度傳感器，通過平衡兩側的檢測單元而實現誤差小、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果，從而避免相關技術中采用處理模塊而導致信噪比低的弊端，大大提高靈敏度及精度，性能更優。

圖I為本發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圖。圖2為本發明加速度傳感器的兩個動電極與兩個定電極分開的狀態圖。
具體實施方式下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明。如圖I和圖2所示，為本發明加速度傳感器10，其包括位于中央可扭轉的折疊彈簧11、位于折疊彈簧11兩側的檢測單元。在本實施例中，檢測單元包括兩個相互對稱設置的檢測模塊，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11兩側相連的第一質量塊130和第二質量塊131、分別自第一質量塊130和第二質量塊131向遠離折疊彈簧11的一側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構成梳齒結構形成電容效應的第一定電極150和第二定電極151、及設置于第一定電極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可以加強兩個質量塊的振動量。第一質量塊130和第二質量塊131上靠近折疊彈簧11的位置處分別設有分別支撐第一檢測模塊100和第二檢測模塊101運動的第一梁式彈簧170和第二梁式彈簧171。第一梁式彈簧170設有夾持于第一質量塊130兩端的兩個第一固定塊701，第二梁式彈簧171設有夾持于第二質量塊131兩端的兩個第二固定塊711。在本實施例中，第一質量塊130和第二質量塊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動，并各自產生電容值AC1和AC2，而由于折疊彈簧11存在，就會平衡兩個檢測模塊的運動，使二者的電容值AC1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明的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發明的保護范圍。
權利要求
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的折疊彈簧、位于折疊彈簧兩側的檢測單元，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相連的第一質量塊和第二質量塊、分別自第一質量塊和第二質量塊向遠離折疊彈簧的一側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成梳齒結構形成電容效應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，所述第一質量塊和第二質量塊上靠近折疊彈簧的位置處分別設有第一梁式彈簧和第二梁式彈簧。
2.根據權利要求I所述的加速度傳感器，其特征在于所述第一質量塊和第二質量塊的大小、形狀均相等。
3.根據權利要求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于折置彈黃對稱。
4.根據權利要求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.根據權利要求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有夾持質量塊的固定塊。
全文摘要
本發明提供了一種加速度傳感器，其包括位于中央可扭轉的折疊彈簧、位于折疊彈簧兩側的檢測單元，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相連的第一質量塊和第二質量塊、分別自第一質量塊和第二質量塊向遠離折疊彈簧的一側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成梳齒結構形成電容效應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，所述第一質量塊和第二質量塊上靠近折疊彈簧的位置處分別設有第一梁式彈簧和第二梁式彈簧。與相關技術本比，本發明的加速度傳感器測量精度高，靈敏度性能更優。
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 優先權日2012年1月11日
發明者張睿, 王琳琳 申請人:瑞聲聲學科技(深圳)有限公司, 瑞聲科技(新加坡)有限公司