[发明专利]具有条件电容检测的摆式加速度传感器

权利要求书

1.一种加速度传感器，包括壳体(2)、固定至所述壳体的摆锤(3)、由所述摆锤承载并连接至检测电路(7)的可动电极(5.3)、固定的第一电极(5.1)和第二电极(5.2)、以及控制单元(8)；所述第一电极(5.1)和所述第二电极(5.2)与所述壳体构成一体，以与所述可动电极形成具有可变电容的两个电容器；所述可变电容取决于所述电极之间的距离；所述控制单元(8)被配置为：执行检测操作，以测量所述两个电容器的所述可变电容；并根据测量的所述电容，通过施加逻辑信号(bs)以控制开关(9)将所述固定电极选择性地连接至驱动电路(6)，从而将控制信号(u)传送至所述固定电极，来执行对所述可动电极的控制操作，以使所述摆锤保持在预定位置，其特征在于，所述控制单元被配置为：在每个校准周期，在所述固定电极中的、根据所述控制信号的逻辑电平所选择的一个处施加第一检测信号，以及在另一个固定电极处施加第二检测信号；所述控制信号(u)被施加至施加所述第二检测信号的所述电极。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述第一检测信号和所述第二检测信号是方波形式的信号。

3.根据权利要求1和2中的一项所述的传感器，其中，所述开关(9)包括处于所述驱动电路(6)所提供的参考电位的第一输入端、和处于零电位的第二输入端，以将所述电极选择性地连接至所述驱动电路或所述零电位。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器，其中，所述驱动电路(6)包括数模转换器，所述数模转换器连接至所述开关(9)且由所述控制单元(8)控制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器，其中，所述检测电路(7)包括放大器级，所述放大器级具有连接至所述可动电极(5.3)的输入端、和连接至数模转换器的输出端，所述数模转换器具有连接至所述控制单元的输出端。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器，其中，所述控制单元(8)包括第一摆锤位置估计器(10)，所述第一摆锤位置估计器(10)在输入端处连接至所述检测电路的输出端，并在输出端处连接至比较器(11)的负输入端，所述比较器(11)具有连接到校正器(12)的输入端的输出端，所述校正器(12)具有连接至定序器(13)和第二估计器(14)的输出端，所述第二估计器(14)具有连接至所述比较器的正输入端的第一输出端、和提供估计的加速度的第二输出端。

7.根据权利要求1至6中一项所述的传感器，其中，所述控制单元(8)被配置为通过共用的检测和控制脉冲来施加所述第二检测信号和所述控制信号。

8.一种用于控制根据权利要求1至7中任一项所述的加速度传感器的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-通过在每个校准周期，在所述固定电极(5.1、5.2)中的、根据所述控制信号的逻辑电平所选择的一个处施加第一检测信号、且在另一个固定电极处施加第二检测信号，来检测所述两个电容器的所述可变电容；

-根据所测量的所述电容，通过施加逻辑信号以控制开关(9)将所述固定电极选择性地连接至传送控制信号的驱动电路(6)，以向施加所述第二检测逻辑信号的所述电极施加所述控制信号(u)，来控制所述可动电极(5.1)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二检测信号和所述控制信号通过共用的检测和控制脉冲来施加。