发明名称 加速度计
摘要 本发明加速度是线性,具有实质平面之板状标准质量(9),以4支或以上和该标准质量(9)同一平面之具弹性安装脚(8)来安装到相对该标准质量(9)及其同一平面所固定地安装的实质平面之板状支架(10)。如此,所安装该标准质量(9)在包含该标准质量(9)、安装脚(8)及支架(10)之平面内感测方向中线性移动,来感测所施加到该加速度之加速度变化。至少两片间隔分离大致平面电容器板(ll)各和该标准质量、安装脚及支架同一平面,提供来感测在感测方向中标准质量之线性移动。标准质量(9)、安装脚(8)、支架(10)及电容器板(ll)是由单一矽晶板来形成,而安装脚大致在垂直于感测方向C中延伸。回复装置提供来使得在感测方向C中之标准质量回到零件。
申请公布号 TW468049 申请公布日期 2001.12.11
申请号 TW090100939 申请日期 2001.01.16
申请人 BAE系统公营股份有限公司 发明人 艾伦理查马尔维恩;艾恩大卫霍普金;凯文汤恩桑德;尼克拉斯法兰斯狄罗伊杰
分类号 G01P15/00 主分类号 G01P15/00
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种加速度计,具有:实质平面之板状标准质量,4支或以上具弹性安装脚,各和该标准质量在同一平面;大致平面板状支架,其相对该标准质量及同一平面来固定地安装;而各安装脚以一端来连接到该标准质量,及以另一端来连接到该支架,使得所安装该标准质量响应施加到该加速度计之加速度变化,在包含该标准质量、安装脚及支架之平面中感测方向中线性移动,而该安装脚大致在垂直该感测方向来延伸;至少两间隔分离大致平面电容器板,各和该标准质量安装脚及支架在同一平面,用于在该感测方向中感测该标准质量之线性移动,该标准质量、安装脚、支架及电容器板是以单一矽晶板所形成;及回复装置,用于使得在该感测方向中之标准质量回到零位。2.如申请专利范围第1项之加速度计,其中该标准质量、安装脚、支架及电容器板是用乾蚀刻法自以定向[111]或[100]结晶平面之矽晶板所形成。3.如申请专利范围第1或2项之加速度计,其中该支架具有包围内部开放区之大致长方形环状形状,其中定位大致具有长方形形状之该标准质量;及其中该安装脚大致在垂直该感测方向中以间隔阵列来延伸,而在界定该内部开放区之支架的第一内壁及面对该标准质量之第一件壁间具有至少二脚,及在界定该内部开放区之支架的第二内壁及面对该标准质量之第二外壁间具有至少二脚。4.如申请专利范围第3项之加速度计,其中该安装脚在该感测方向中具有高顺从性,而在其他方向中低顺从性。5.如申请专利范围第4项之加速度计,其中包括非导电性材料之支架板,在其上固定地安装该安装该支架及电容器板,在该安装脚及标准质量由该支架板来间隔。6.如申请专利范围第5项之加速度计,其中该支架板是以玻璃来制成,而该支架及电容器板以阳极接合固定地安装在该支架板。7.如申请专利范围第6项之加速度计,其中该回复装置是电磁式。8.如申请专利范围第7项之加速度计,其中该标准质量载有薄膜导电性线圈构造,而各该安装脚载有至少部份线圈构造之线匝。9.如申请专利范围第3项之加速度计,其中该电容器板定位在该支架之内部开放区内,其一板在该标准质量之一侧上,而另一板在该标准质量之另一侧上,且大致在横向于该感测方向中延伸。10.如申请专利范围第8项之加速度计,包括有孔玻璃框,定位在该支架远端之支架板侧上且附着在该支架板;及其中该回复装置包括磁铁及两条形极片,定位在该玻璃框孔内,而极片在磁铁连同在该标准质量上所载有线圈构造线匝之相对端处间隔分离。11.如申请专利范围第9项之加速度计,包括有孔玻璃框,定位在该支架远端之支架板侧上且附着在该支架板;及其中该回复装置包括磁铁及两条形极片,定位在该玻璃框孔内,而极片在磁铁连同在该标准质量上所载有线圈构造线匝之相对端处间隔分离。12.如申请专利范围第10项之加速度计,其中该支架板之邻接表面内凹来容纳部份该条状极片;而且包括链接极片定位在该支架板之支架侧上,而在其间及连同该两条状极片延伸。13.如申请专利范围第11项之加速度计,其中该支架板之邻接表面内凹来容纳部份该条状极片;而且包括链接极片定位在该支架板之支架侧上,而在其间及连同该两条状极片延伸。14.如申请专利范围第12项之加速度计,其中包括板状玻璃基板,附着在其支架板远端侧上之玻璃框,来保持磁铁及条状极片在该玻璃框孔内,及玻璃外壳用于该链接极片。15.如申请专利范围第13项之加速度计,其中包括板状玻璃基板,附着在其支架板远端侧上之玻璃框,来保持磁铁及条状极片在该玻璃框孔内,及玻璃外壳用于该链接极片。16.如申请专利范围第14项之加速度计,其中该磁铁在该感测方向中极化。17.如申请专利范围第15项之加速度计,其中该磁铁在该感测方向中极化。18.如申请专利范围第3项之加速度计,其中包括在空气中之多数内分叉手指,其包含:第一阵列横向间隔手指,大致自该支架之第一及第二内壁垂直于该感测方向来延伸到该标准质量之邻接第一及第二外壁;及第二阵列横向间隔手指,大致自该标准质量之第一及第二外壁垂直于该感测方向来延伸到该支架之邻接第一及第二内壁,而该第一阵列手指和该邻接第二阵列手指内分叉,来提供该标准质量在相对该支架之感测方向中移动的空气压挤缓冲。19.如申请专利范围第18项之加速度计,其中当附加在申请专利范围第2项时,该内分叉手指是用乾蚀刻法自该矽晶板夹形成。20.如申请专利范围第19项之加速度计,其中当附加在申请专利范围第5项时,该内分叉手指间隔分离该支架板。21.如申请专利范围第3项之加速度计,其中包括至两接地隔离屏,定位在该内部开放区内,各在该邻接电容器板及界定该内部开放区之支架的邻接第三或第四内壁间,及作用来隔离该电容器板及该支架,而该电容器板和该接地隔离屏电气绝缘,而该接地隔离屏和安装该接地隔离屏之该支架电气绝缘。22.如申请专利范围第1项之加速度计,其中包括用于以相反相位来供给方波驱动电压到该两电容器板之装置。23.如申请专利范围第8项之加速度计,其中包括用于供给控制电流到标准质量线圈构造之装置,该控制电流供给装置包括:前置放大器,用于接收来自标准质量构造之在加速度下由于电容器板不平衡所导致交流(AC)调频时雨电容器板间的差异信号;AC解调器,用于同步解调来自该前置放大器之输出信号;积分器,使得来自该解调器之输出信号积分;回路滤波器,用于确保所接收来自该积分器之输出信号的稳定度;及电流驱动器,用于接收来自该回路滤波器之输出信号,及用于供给控制电流到该标准质量线圈构造。24.如申请专利范围第22项之加速度计,其中包括用于供给控制电流到标准质量线圈构造之装置,该控制电流供给装置包括:前置放大器,用于接收来自标准质量构造之在加速度下由于电容器板不平衡所导致交流(AC)调频时雨电容器板间的差异信号;AC解调器,用于同步解调来自该前置放大器之输出信号;积分器,使得来自该解调器之输出信号积分;回路滤波器,用于确保所接收来自该积分器之输出信号的稳定度;及电流驱动器,用于接收来自该回路滤波器之输出信号,及用于供给控制电流到该标准质量线圈构造。25.如申请专利范围第23项之加速度计,其中该驱动装置包括用于供给单一调变交流(AC)到该标准质量之装置,其产生输出信号到各该电容器板。26.如申请专利范围第24项之加速度计,其中该驱动装置包括用于供给单一调变交流(AC)到该标准质量之装置,其产生输出信号到各该电容器板。27.如申请专利范围第8项之加速度计,其中包括用于供给控制电流到该标准质量线圈构造之装置,该控制电流供给装置包括:两个前置放大器,一个用于接收来自该电容器板中其一之输出信号,而另一个用于接收来自该电容器扳中另一之输出信号;差动放大器,用于接收来自该两个前置放大器之输出信号,及用于使得该前置放大器输出信号差异来产生对应该标准质量之净位移的输出信号;及AC解调器,用于接收来自该差动放大器之输出信号,及用于使得来自该差动放大器之输出信号同步解调,来产生直流(DC)输出信号做为控制电流来传送到该标准质量线圈构造,而使得在该感测方向中之该标准质量回到零位。28.如申请专利范围第23项之加速度计,其中包括用于供给控制电流到该标准质量线圈构造之装置,该控制电流供给装置包括:两个前置放大器,一个用于接收来自该电容器板中其一之输出信号,而另一个用于接收来自该电容器板申另一之输出信号;差动放大器,用于接收来自该两个前置放大器之输出信号,及用于使得该前置放大器输出信号差异来产生对应该标准质量之净位移的输出信号;及AC解调器,用于接收来自该差动放大器之输出信号,及用于使得来自该差动放大器之输出信号同步解调,来产生直流(DC)输出信号做为控制电流来传送到该标准质量线圈构造,而使得在该感测方向中之该标准质量回到零位。29.如申请专利范围第24项之加速度计,其中包括用于供给控制电流到该标准质量线圈构造之装置,该控制电流供给装置包括:两个前置放大器,一个用于接收来自该电容器板中其一之输出信号,而另一个用于接收来自该电容器板中另一之输出信号;差动放大器,用于接收来自该两个前置放大器之输出信号,及用于使得该前置放大器输出信号差异来产生对应该标准质量之净位移的输出信号;及AC解调器,用于接收来自该差动放大器之输出信号,及用于使得来自该差动放大器之输出信号同步解调,来产生直流(DC)输出信号做为控制电流来传送到该标准质量线圈构造,而使得在该感测方向中之该标准质量回到零位。图式简单说明:第一图是非根据本发明之习用摆振矽晶加速度器的概略侧视图;第二图是非根据本发明之上述习用振动梁加速度计的概略平面图;第三图是根据本发明第一实施例由上文所视表示由矽晶所制成零件之加速度计的部份平面图;第四图是根据本发明第二实施例由上述所视表示线圈结构之加速度计的部份平面图;第五图是第四图加速度计之另一部分由磁铁装置由上方所视的平面图;第六图是第五图加速度计部份之概略侧视图;第七图是第三图加速度计之分解透视图;第八图是第七图加速度计之组合透视图;第九图是第八图加速度计之端视图;第十图是第八图加速度计之前视图;第十一图是第八图加速度计之平面图;第十二图是根据本发明加速度计之控制电流供给装置的电路图;及第十三图是配合本发明加速度使用之进一步控制电流供给装置的电路图。
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