[发明专利]电容式传感器及陀螺仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种电容式传感器及使用该电容式传感器的陀螺仪。

背景技术

利用电容来测量两个物体之间的相对位置是众所周知的。传统的检测方法是把两片导电板分别固定在两个相对运动的物体上，使得两个导电板彼此对应且间隔一定距离。所述两片导电板和夹在中间的电介质(如空气)一起构成电容，当两片导电板之间的间距一定时，所述电容的电容量依赖于两片导电板彼此重叠的面积。当物体移动时，重叠面积发生变化，导致两片导电板之间的电容量产生相应的变化。根据电容量的变化就可确定物体之间的相对运动量。

然而，传统的电容式传感器一般用于量测两个物体之间的直线运动量或者物体的加速度，不能将物体的角速度上变化转化为导电板之间电容量的变化，从而无法实现对物体角速度的量测。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能量测物体角速度的电容式传感器及使用该电容式传感器的陀螺仪。

一种电容式传感器，其包括一定极板、一动极板及一弹性装置；所述定极板包括一底板、一侧壁、多个第一支架及多个定栅；所述侧壁呈圆环状，固设于底板边缘；所述多个第一支架间隔均匀的固设于侧壁内侧；所述多个定栅沿同一方向垂直固设于第一支架上；所述弹性装置一端固设于底板上，另一承载所述动极板；所述动极板包括多个第二支架及多个动栅；所述多个第二支架间隔均匀的固设于弹性装置的另一端；所述多个动栅沿与定栅的朝向相反的方向垂直固设于第二支架上；所述定栅与动栅相互交错重叠从而形成电容的两极。

一种陀螺仪，其包括一承载装置、一电路模块及三个电容式传感器；所述三个电容式传感器分别沿空间坐标轴的三个相互垂直的方向固设在承载装置上；所述电路模块对电容式传感器感测的信号进行处理；所述电容式传感器包括一定极板、一动极板及一弹性装置；所述电容式传感器包括一定极板、一动极板及一弹性装置；所述定极板包括一底板、一侧壁、多个第一支架及多个定栅；所述侧壁呈圆环状，固设于底板边缘；所述多个第一支架间隔均匀的固设于侧壁内侧；所述多个定栅沿同一方向垂直固设于第一支架上；所述弹性装置一端固设于底板上，另一承载所述动极板；所述动极板包括多个第二支架及多个动栅；所述多个第二支架间隔均匀的固设于弹性装置的另一端；所述多个动栅沿与定栅的朝向相反的方向垂直固设于第二支架上；所述定栅与动栅相互交错重叠从而形成电容的两极。

与现有技术相比，本发明提供的电容式传感器，通过可转动连接于弹性装置的动栅的转动，使动栅与其相互交错重叠的定栅之间相对面积发生改变，从而定极板与动极板之间电容量的变化，则实现对带动电容式传感器转动的装置的角速度量测。本发明还提供一种使用该电容式传感器的陀螺仪。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的电容式传感器的结构示意图。

图2为图1中电容式传感器的使用状态示意图。

图3为使用图1中电容式传感器的陀螺仪的立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明实施方式提供的一种电容式传感器100，其用于对物体的角速度进行量测。所述电容式传感器100包括一模拟装置10、一电容量测电路20及一数/模转化模块30。所述模拟装置10用于将角速度转化为电容量的变化，所述电容量测电路20用于将微小的电容量的变化转化为电压信号，所述数/模转化模块30将模拟的电压信号转化为数字信号。

所述模拟装置10呈圆柱状，其是采用MEMS(Micro Flectro Mechanical Systems)技术在硅材料上蚀刻而成。该模拟装置10包括一定极板11、一动极板12及一弹性装置13。所述动极板12固设于弹性装置13上，并与所述定极板11相重叠。

所述定极板11包括一底板111、一侧壁112、多个第一支架113及多个定栅114。所述底板111为一圆形基板。所述侧壁112呈圆环状，其固设于底板111边缘，并环绕所述底板111。所述多个第一支架113间隔均匀的设置于侧壁112内侧，且每个第一支架113都垂直于底板111与侧壁112。所述定栅114为多个具有同一圆心的弧形片，所述定栅114沿顺时针方向垂直设置于第一支架113上。设置在同一第一支架113上的多个定栅114呈等间距排列，所述多个定栅114的弧长从靠近侧壁112的一端到远离侧壁112的另一端逐渐减小。本实施方式中，所述定极板11包括四个第一支架113，在每个第一支架113上设置有三个定栅114。