[实用新型]一种静电谐振式加速度计

说明书

本实用新型提供一种静电谐振式加速度计，该加速度计包括质量块和至少一个谐振器，所述谐振器上设置有电极，所述质量块为导体，所述质量块与所述谐振器之间被施加一定的直流电压，使谐振器受到一定的静电力，在某一频率下处于谐振状态。本实用新型采用谐振器和质量块分离设计，谐振器和质量块之间的作用力为非接触长程静电力，确保谐振器的独立工作，提高了谐振器的品质因子和灵敏度。本实用新型中，感应加速度变化量的静电力作用在谐振器梁(或音叉梁)的横向，对谐振频率的影响大，加速度计灵敏度高。在制造工艺方面，本实用新型将谐振器和质量块分离制造，结构简单，制造成本低。

技术领域

本实用新型涉及加速度计领域，具体涉及一种用于惯性导航等领域的线加速度值检测的加速度计。

背景技术

惯性导航系统利用陀螺仪和加速度计同时测量载体运动的角速度和线加速度，并通过计算机实时解算出载体的三维姿态、速度、位置等导航信息。加速度计是惯性系统的核心仪表，其技术指标直接影响惯性导航系统整体性能，因此加速度计技术一直是惯性技术的重要标志并受到格外重视。

加速度计有多种工作原理，从传感器原理上看包括有：电容、电磁、光学、压阻、压电、谐振(频率)等。谐振式加速度计可直接把加速度转化为频率输出，避免了幅度测量的误差，不易受到环境噪声的干扰，而且准数字输出可简化接口电路，在传输和处理过程中也不易出现误差，其工作原理就确立了它的优势。但是，目前谐振式加速度计的结构一般设计为惯性力作用在谐振器梁(或音叉梁)的轴向，利用梳齿式结构进行检测和激励。该设计导致加速度计灵敏度不高，且结构非常复杂，制造难度大。为了提高灵敏度，部分设计采用了微杠杆机构来放大惯性力，这导致了其结构更加复杂，质量块位移增大，惯性力放大效果不明显。另外，当前设计的加速度计质量块惯性力均直接作用在谐振器上，质量块与谐振器必须采用一体化制造，相互接触，相互影响，降低了谐振器的品质因子。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种静电谐振式加速度计。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种静电谐振式加速度计，该加速度计包括质量块和至少一个谐振器，所述谐振器上设置有电极，所述质量块为导体，所述质量块与所述谐振器之间被施加一定的直流电压，使谐振器受到一定的静电力，在某一频率下处于谐振状态。

优选地，所述的至少一个谐振器为一个谐振器，设置于质量块的一侧。

优选地，所述的至少一个谐振器为两个谐振器，所述两个谐振器分别位于质量块的两侧。

优选地，所述的至少一个谐振器为两个谐振器，两个谐振器位于质量块的同一侧。

优选地，所述的至少一个谐振器为四个谐振器，每两个谐振器组成一个谐振单元，两个谐振器并排设置，质量块的相对两侧各设置一个谐振单元。

优选地，所述谐振器为石英音叉谐振器。

如上所述，本实用新型的一种静电谐振式加速度计，具有以下有益效果：

本实用新型采用谐振器和质量块分离设计，谐振器和质量块之间的作用力为非接触长程静电力，确保谐振器的独立工作，提高了谐振器的品质因子和灵敏度。本实用新型中，感应加速度变化量的静电力作用在谐振器梁(或音叉梁)的横向，对谐振频率的影响大，加速度计灵敏度高。在制造工艺方面，本实用新型将谐振器和质量块分离制造，结构简单，制造成本低。

附图说明

图1为本实用新型所述的静电谐振式加速度计其中一实施例的原理图，图中的箭头方向为质量块的振动方向；

图2为本实用新型所述的静电谐振式加速度计其中另一实施例的原理图，图中的箭头方向为质量块的振动方向；

图3为本实用新型所述的静电谐振式加速度计其中另一实施例的简图；