[发明专利]一种低g值电容式MEMS加速度计及其模态局域化测量电路

摘要

本发明公开一种低g值电容式MEMS加速度计及其模态局域化测量电路。电容式MEMS加速度传感器包括硅基质量块，弹簧，电容极板，X、Y、Z方向限位档块，电容极板电极，电容极板和质量块构成4个差分电容，通过第一引线孔、第二引线孔和电容极板电极，将差分电容信号引入到模态局域化电路中。所述的电容测量系统包含ASIC模态局域化电路，参考电压源，多相时钟源，ASIC模态局域化电路输出电流与电容变化近似呈线性关系，当频率分析和数据采集/保持模块采样得到模态局域化电路的模态频率，响应电流信号，经低通滤波后输入到DSP中缓存计算。本发明设计了一种新型差分电容式MEMS加速度传感器及检测微弱电容变化的模态局域化测量电路，实现高精度微弱加速度变化检测。

主权项

1.一种基于低g值电容式MEMS加速度计的模态局域化电路，其特征在于，所述低g值电容式MEMS加速度计包括弹簧质量系统和一对底座(6)，所述弹簧质量系统封装在一对底座之间，所述弹簧质量系统包括硅基底(10)，硅基底(10)的上表面和下表面分别设置有两组一侧电容极板，所述底座在与一侧电容极板对应的位置分别设置有另一侧电容极板，硅基底(10)表面的一侧电容极板与底座上的一侧电容极板共同构成4个电容，形成全桥差分电容结构；所述模态局域化电路包括通过耦合电容C₃耦合的第一环路和第二环路，第一环路均包括串联连接的电阻R₁、电容C₁和电感L₁，第二环路均包括串联连接的电阻R₂、电容C₂和电感L₂，电容式MEMS加速度计的差分电容输出与电容C₂并联，将MEMS加速度计的电容变化转化为模态局域化电路的电流变化，电路两个环路的响应电流之比与电容变化呈线性变化关系，所述i₁为第一环路响应电流，所述i₂为第二环路响应电流。