微机械数字式差频加速度计

摘要

本发明微机械数字式差频加速度计，特点是采用框架结构，其外检测质量块的共振音叉驱动与感应电极等构成两级自振荡装置。两极共振音叉用来驱动整个结构并且输出信号；在没有受到垂直检测质量块沿Y轴方向加速度时，一级、二级框架结构会以不同的频率在X轴方向作简谐运动，此时系统将输出他们的频率差；当受到垂直检测质量块沿Y轴方向的加速度后，一级框架结构内的检测质量块受到压力沿Y轴向下运动，导致整个框架结构质心下移，使得一级框架结构的振动频率增加；同理二级框架结构质心上升振动频率降低；两极共振音叉驱动整个结构输出频率发生变化。它具有较强的抗干扰能力，检测灵敏度高和精度高；结构紧凑，强度好，使用寿命较长。输出数字信号可直接与数字处理器相连接。

主权项

1.一种微机械数字式差频加速度计，包括：一个半导体衬底(4)；其特征在于：一个一端与半导体衬底连接的一级柔性杆(3)及一个一端与半导体衬底连接的二级柔性杆(5)，这两级柔性杆将支撑一级、二级框架结构平行悬浮于半导体衬底上；两个分别与柔性杆另一端连接的一级框架结构(6)和二级框架结构(7)；在一级框架结构内左右两侧对称排列有柔性杆(8)；在二级框架结构内左右两侧对称排列有柔性杆(9)；在一级框架内与柔性杆相连的一个一级检测质量块(10)，一个在二级框架结构内与柔性杆连接的二级检测质量块(11)；在一级框架外沿Y轴方向检测质量块上下两侧的一级共振音叉(12)与二级框架外沿Y轴方向检测质量块上下两侧的二级共振音叉(13)，两极共振音叉用来驱动整个结构并且输出信号；在没有受到垂直检测质量块沿Y轴方向加速度时，一级、二级框架结构会以不同的频率在X轴方向作简谐运动，此时系统将输出它们的频率差；当受到垂直检测质量块沿Y轴方向向上的加速度后，一级框架结构内的检测质量块受到压力沿Y轴向下运动，导致整个框架结构质心下移，使得一级框架结构的振动频率增加；同理，二级框架结构质心上升振动频率降低；因此，两极共振音叉驱动整个结构输出频率发生变化；反之，当受到加速度反方向时，情况相反。