[发明专利]一种微马达及内嵌式角度测量装置

说明书

本发明公开一种微马达及内嵌式角度测量装置。本发明提供的内嵌式角度测量装置包括：金属上底座、金属下底座、多个测量顶电极、多个测量底电极、多个屏蔽顶电极和多个屏蔽底电极。对应每一测量顶电极设置有一个测量底电极，测量顶电极和测量底电极形成多个电容结构，微马达的转子转动带动各测量底电极运动，从而改变测量顶电极和测量底电极之间的电容值，通过实时变化的电容值表征转子的转动角度。多个屏蔽顶电极和多个屏蔽底电极形成内屏蔽层，金属上底座和金属下底座盖合后形成外屏蔽层，采用内外两层屏蔽结构设计，使得内嵌式角度测量装置具有较强的屏蔽外界电磁环境干扰的能力，同时避免了在内嵌检测的同时，微马达驱动信号对检测的影响。

技术领域

本发明涉及微机电系统领域，特别是涉及一种用于微马达的内嵌式角度测量装置。

背景技术

基于压电执行器的微马达受压电材料蠕变和非线性的影响，其运动轨迹以及位移精度都相对较低，因此，需要对基于压电执行器的微马达实施反馈控制，从而使执行结构获得与预期相符的运动。而实施反馈控制或者闭环控制最重要的一环就是对被执行结构的运动状态进行精确监测。而对于压电微马达，一方面由于压电材料的介电常数很大，造成寄生电容很大，且在加电过程中材料的性能存在较大的变化；另一方面由于机电器件的结构复杂，尺寸限制严重。现有技术中虽然存在采用电容方式来对微马达的状态进行检测的技术方案，但是，发明人发现，由于微马达的转子为可动部件，无法外加激励信号，激励信号只能加在传感器侧，而该结构在传感器侧唯一的内屏蔽层增加了激励信号后再无其他屏蔽结构，使得传感器抗外界电磁干扰以及内部微执行器驱动信号干扰的能力差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于微马达的内嵌式角度测量装置及一种微马达，采用内外两层屏蔽结构设计，使得内嵌式角度测量装置具有较强的屏蔽外界电磁环境干扰的能力，同时避免了在内嵌检测的同时，微马达驱动信号对检测的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于微马达的内嵌式角度测量装置，所述测量装置包括：金属上底座、金属下底座、多个测量顶电极、多个测量底电极、多个屏蔽顶电极和多个屏蔽底电极；其中，

所述金属上底座盖合在所述金属下底座的开口部形成封闭腔体，微马达位于所述腔体内；

多个所述屏蔽顶电极处于一个与所述微马达的定子同轴的虚拟圆环上，对应每一所述屏蔽顶电极设置有一个所述屏蔽底电极；

在每一所述屏蔽底电极的正下方设置有一个所述测量顶电极，且所述屏蔽底电极与所述测量顶电极之间绝缘；

对应每一所述测量顶电极设置有一个所述测量底电极，所述测量顶电极和所述测量底电极形成多个电容结构，所述微马达的转子转动时能够带动各所述测量底电极运动。

可选的，所述金属上底座的下表面对应每一所述屏蔽顶电极的区域设置有底硅，所述屏蔽顶电极固定在所述底硅的下表面。

可选的，所述屏蔽底电极与所述测量顶电极之间设置有第一绝缘层。

可选的，所述测量顶电极的下表面设置有第二绝缘层。

可选的，所述屏蔽底电极与所述屏蔽顶电极之间设置有锆钛酸铅压电陶瓷层。

可选的，所述测量顶电极为金属电极。

可选的，所述测量顶电极为金电极。

可选的，所述测量底电极设置在所述微马达的转子底板上。

一种微马达，所述微马达包括所述的内嵌式角度测量装置。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：