[发明专利]一种硅微电容式二维集成加速度传感器

摘要

本发明公开了一种硅微电容式二维集成加速度传感器，包括基底、内惯性质量块、外惯性质量块、固定齿枢、固定梳齿和可动梳齿；内惯性质量块通过四根折叠梁悬空设在外惯性质量块的内孔中；左后侧和右后侧的固定梳齿与对应的可动梳齿构成电容器CAy；左前侧和右前侧的固定梳齿与对应的可动梳齿构成电容器CBy；后左侧和前左侧的固定梳齿与对应的可动梳齿构成电容器CBx；后右侧和前右侧的固定梳齿与对应的可动梳齿构成电容器CAx。电容器CBx和CAx构成X方向差分电容以检测X方向的加速度；电容器CAy和CBy构成Y方向差分电容以检测Y方向的加速度；X、Y方向的加速度分别由各自的电容器敏感结构所感知，能有效抑制交叉干扰。

主权项

一种硅微电容式二维集成加速度传感器，其特征在于：包括基底（1）、固定支撑（2）、横截面为“工”字形的内惯性质量块（3）、中空结构的外惯性质量块（4）、固定齿枢（5）、固定梳齿（6）、可动梳齿（7）、X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）、Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）和止挡（10）；所述外惯性质量块（4）的内孔横截面为“工”字形，基底（1）上设有四根竖直向上的固定支撑（2），四根固定支撑（2）分布在靠近外惯性质量块（4）内孔的四角处；以“工”字形内孔的左右为X轴方向，前后为Y轴方向；“工”字形的内孔的四角处内分别设有沿X轴方向布置、且开口向外的Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）和沿Y轴方向布置、且开口向内的X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）；四根Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）的一端固定在对应侧的固定支撑（2）上，另一端固定在外惯性质量块（4）的内壁上，外惯性质量块（4）通过四根Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）悬空连接在基底（1）上方；四根X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）的一端固定在对应侧的固定支撑（2）上，另一端固定在内惯性质量块（3）上，内惯性质量块（3）通过四根X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）悬空连接在基底（1）的上方、且位于外惯性质量块（4）的内孔中；靠近所述内惯性质量块（3）的左右两侧的内凹壁分别沿Y轴方向各设有两个固定齿枢（5），左右两侧的固定齿枢（5）的底部固定在基底（1）上，左右两侧的固定齿枢（5）沿Y轴方向均布设有数个伸向外侧的固定梳齿（6）；所述外惯性质量块（4）的内孔左右两侧的凸壁上沿Y轴方向均布设有数个伸向内侧的可动梳齿（7）；靠近左后侧和靠近右后侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器CAy；靠近左前侧和靠近右前侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从另一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器CBy； 靠近所述外惯性质量块（4）的内孔前后两侧的内壁分别沿X轴方向各设有两个固定齿枢（5），前后两侧的固定齿枢（5）的底部固定在基底（1）上；前后两侧的固定齿枢（5）上沿X轴方向均布设有数个伸向内侧的固定梳齿（6），所述内惯性质量块（3）的前后两侧的外壁上沿X轴方向均布设有数个伸向外侧的可动梳齿（7）；靠近后左侧和靠近前左侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器CBx；靠近后右侧和靠近前右侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从另一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器CAx。