[发明专利]一种带耦合梁结构的单敏感质量元硅微二维加速度传感器

权利要求书

1.一种带耦合梁结构的单敏感质量元硅微二维加速度传感器，其特征在于：包括基底（1）、固定支撑（2）、惯性质量块（3）和梳齿电容结构；所述基底（1）为矩形结构，在其四角处分别设有两根竖直向上的固定支撑（2）；所述惯性质量块（3）为矩形结构，悬空设置在基底（1）的中部正上方，惯性质量块（3）的四个角与基底（1）的四个角一一对应，且基底（1）各个角的两根固定支撑（2）位于惯性质量块（3）的对应角的两侧；以基底（1）的左右为X轴方向，前后为Y轴方向；

所述惯性质量块（3）的四侧的中部分别设有垂直于与该惯性质量块（3）的侧边的凹槽（4），所述惯性质量块（3）的四侧、且在相对应侧的两根固定支撑（2）之间分别设有梳齿电容结构，四个梳齿电容结构相对于惯性质量块（3）对称分布；

所述梳齿电容结构包括可动齿枢（5）、固定齿枢（6）、可动梳齿（7）、固定梳齿（8）、U形结构的耦合梁（9）和U形结构的折叠梁（10）；每个梳齿电容结构中的耦合梁（9）为两个，分别位于惯性质量块（3）对应侧的凹槽（4）内，且开口向外；U形结构的耦合梁（9）的一端连接在惯性质量块（3）上，另一端连接在惯性质量块（3）对应侧边外设置的可动齿枢（5）上；所述可动齿枢（5）的两端分别通过折叠梁（10）连接在相对应侧的固定支撑（2）上；所述可动齿枢（5）两端的折叠梁（10）开口相对，折叠梁（10）的一端连接在可动齿枢（5）的端部，另一端连接在对应侧的固定支撑（2）上；所述可动齿枢（5）上设有至少一个垂直于惯性质量块（3）对应侧边的可动齿枢外延板（12），所述可动齿枢外延板（12）上均布设有数个平行于惯性质量块（3）对应侧边的可动梳齿（7）；所述固定齿枢（6）设在可动齿枢（5）的外侧，固定齿枢（6）的底部固定在基底（1）上，所述固定齿枢（6）上设有至少一个垂直于惯性质量块（3）对应侧边的固定齿枢外延板（13），所述固定齿枢外延板（13）上均布设有数个平行于惯性质量块（3）对应侧边的固定梳齿（8）；所述可动齿枢外延板（12）上的可动梳齿（7）分别与对应侧的固定梳齿（8）交叉分布构成电容器；

所述惯性质量块（3）左侧的可动梳齿（7）和固定梳齿（8）构成电容器C_x1；右侧的可动梳齿（7）和固定梳齿（8）构成电容器C_x2；惯性质量块（3）后侧的可动梳齿（7）和固定梳齿（8）构成电容器C_y1；前侧的可动梳齿（7）和固定梳齿（8）构成电容器C_y2。

2.根据权利要求1所述的带耦合梁结构的单敏感质量元硅微二维加速度传感器，其特征在于：所述可动梳齿（7）与对应侧的固定梳齿（8）形成定齿偏置结构。

3.根据权利要求1或2所述的带耦合梁结构的单敏感质量元硅微二维加速度传感器，其特征在于：所述梳齿电容结构还包括限位止挡（11），所述限位止挡（11）为矩形框结构；所述可动齿枢外延板（12）的外端部伸入矩形框结构的限位止挡（11）内，可动齿枢外延板（12）的外端部设有一可在矩形框结构的限位止挡（11）内移动的限位板（14）；所述限位板（14）在对应的敏感方向上与矩形框结构的限位止挡（11）的内侧之间的距离小于可动梳齿（7）与相邻的固定梳齿（8）之间的最小距离。