[发明专利]一种多量程的MEMS闭环加速度计

权利要求书

1.一种多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，所述MEMS闭环加速度计包括：

基片、敏感器件层，基片与敏感器件层之间有绝缘层；敏感器件层包括：固定框架、锚点、敏感质量块、多个折叠梁、多个固定检测梳齿、多个可动检测梳齿、多个固定平衡梳齿、多个可动平衡梳齿；固定框架通过锚点固定在基片上，固定框架包括外部固定框架和内部固定框架，固定检测梳齿与可动检测梳齿一一对应，固定平衡梳齿与可动平衡梳齿一一对应；固定检测梳齿与外部固定框架连接，可动检测梳齿与敏感质量块连接；折叠梁一端与外部固定框架连接，折叠梁另一端与敏感质量块连接；敏感质量块内设有空腔，固定平衡梳齿和可动平衡梳齿均位于空腔内，固定平衡梳齿通过齿梳与内部固定框架连接，可动平衡梳齿通过齿梳与敏感质量块连接；多个固定平衡梳齿与多个可动平衡梳齿分别组成4组平衡梳齿对，分别为：第一组平衡梳齿对、第二组平衡梳齿对、第三组平衡梳齿对、第四组平衡梳齿对，其中，第一组平衡梳齿对与第二组平衡梳齿对关于X轴向对称，构成第一静电力矩器，第三组平衡梳齿对与第四组平衡梳齿对关于X轴向对称，构成第二静电力矩器，第一、三组平衡梳齿对与第二、四组平衡梳齿对分别并联后构成第三静电力矩器。

2.根据权利要求1所述的多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，所述敏感器件层还包括限位结构，所述限位结构包括：凹形止挡齿、一字止挡臂，凹形止挡齿与基片连接，一字止挡臂与敏感质量块连接，一字止挡臂的突出端嵌入凹形止挡齿的凹槽中进行限位。

3.根据权利要求1所述的多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，所述MEMS闭环加速度计与电容检测读出电路连接，电容检测读出电路分别与第一静电力矩器、第二静电力矩器、第三静电力矩器连接。

4.根据权利要求1所述的多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，折叠梁为12个，12个折叠梁关于X轴和Y轴均对称，其中，四个梁位于敏感质量块敏感轴向的两边角；另外八个梁位于敏感质量块的内腔，内腔中的折叠梁两两串联，呈中心对称分布。

5.根据权利要求1所述的多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，闭环加速度计中的锚点包括：位于敏感质量块四周的外锚点以及位于敏感质量块内腔中的内锚点，外锚点用于固定检测梳齿，固定检测梳齿与对应的可动梳齿组成敏感电容对，内锚点用于固定固定平衡梳齿，固定平衡梳齿与对应的可动平衡梳齿组成平衡梳齿对。

6.根据权利要求1所述的多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，第一静电力矩器用于小量程测量，第二静电力矩器用于中量程测量，第三静电力矩器用于中高量程测量。

7.根据权利要求1所述的多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，固定检测梳齿与可动检测梳齿平行且水平方向具有重叠区域，固定平衡梳齿与可动平衡梳齿平行且水平方向具有重叠区域，可动检测梳齿与相邻的两个固定检测梳齿之间的间隙比值为1比2至5，可动平衡梳齿与相邻的两个固定平衡梳齿之间的间隙比值为1比2至5。

8.根据权利要求1所述的多量程的MEMS闭环加速度计，其特征在于，所述基片的材料为硅或玻璃材料，所述敏感器件层材料为重掺杂的硅材料。