Brevet FR2672130A1 — publié le 19920731

L'invention concerne des accéléromètres miniatures destinés à des applications de précision moyenne On a besoin d'accéléromètres petits et peu coûteux à utiliser dans des systèmes tactiques, tels que les accéléromètres miniatures nécessaires dans la mise en oeuvre d'une artillerie légère et de mortiers o de grandes quantités de cartouches et d' accéléromètres peuvent être consommées Un accéléromètre tactique pour de telles applications peut être considéré comme étant un instrument de qualité moyenne, mais doit avoir environ cinq ordres de gamme dynamique de grandeur et doit pouvoir être mis en oeuvre dans un milieu à forte vibration et sur une large plage de températures. L'invention a pour objet général de procurer un accéléromètre miniature, sous la forme d'un circuit intégré, comprenant deux couches d'électrodes, une masse- étalon en silicium suspendue entre elles, et des moyens qui, en réponse à un couplage capacitif différentiel entre les couches d'électrodes et la masse-étalon, opposent des forces d'accélération qui leur sont appliquées. Selon un autre aspect, l'invention procure un procédé pour capter une accélération à l'aide d'un signal de sortie linéaire, tout en suspendant une masse-étalon entre deux couches d'électrodes, pour capter un couplage capacitif différentiel entre les couches d'électrodes et la masse-étalon, et appliquer des forces à la masse-étalon en réponse au couplage capté pour s'opposer aux forces d'accélération. Un autre objet de l'invention est d'accroître la gamme dynamique d'un accéléromètre miniature d'un facteur de 100 à 1000 par rapport aux accéléromètres micro- usinés de l'art antérieur qui avaient une gamme dynamique d'environ 100. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la figure 1 est une illustration d'un ac- céléromètre miniature réalisé conformément à l'invention, comprenant une vue en coupe partielle d'un transducteur d'accéléromètre représenté en association avec un schéma du circuit du capteur; la figure 2 est une vue isométrique des pièces du transducteur de l'accéléromètre de la figure 1, la partie supérieure étant ouverte et des portions de la partie inférieure étant représentées en coupe; et la figure 3 est une vue en perspective partielle de dessus de la zone de la masse-étalon, dans la zone 3-3 de la figure 2. La figure 1 montre l'accéléromètre miniature 10 selon l'invention comprenant un transducteur 12 et des circuits 14 et 14 a Le transducteur 12 de l'accéléromètre est représenté en coupe partielle et il comporte une masse-étalon 16 représentée dans la position neutre, à mi- distance entre des électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 La masse-étalon 16 est formée de silicium suspendu par une articulation faible à flexion 22 réalisée d'une seule pièce dans une couche 24 de silicium L'articulation à flexion 22 définit une ligne de pliage ou de flexion suivant le plan médian de la masse-étalon 16, indiquée par un axe 23 de plan médian, afin de minimiser le redressement des vibrations En s'arrangeant pour que la flexion se produise symétriquement par rapport au plan médian de la masse-étalon, on aboutit à ce qu'une secousse de l'ac- céléromètre n'induit pas de redressement de sorte que l'instrument possède une haute linéarité. La couche 24 de silicium est liée anodiquement entre des couches supérieure et inférieure 26 et 28 de verre sur lesquelles ont été déposées des électrodes métalliques supérieure et inférieure 30 et 32, respective- ment, en aluminium, en or ou en d'autres conducteurs De plus, la couche de verre de l'électrode supérieure et la couche de verre de l'électrode inférieure sont des pièces identiques, fabriquées à partir du même masque d'abord appliqué sur la couche supérieure, puis sur la couche inférieure pour maintenir exactement la symétrie La masse- étalon est très symétrique, de sorte qu'aucune polarisation n'est induite dans le dispositif Ceci contribue aussi à une valeur élevée de la gamme dynamique avec une haute linéarité. Bien que les électrodes 30 et 32 puissent être commodément fabriquées à partir d'aluminium évaporé, il existe une certaine sensibilité à l'humidité naturellement présente lors de l'utilisation de l'aluminium car celui-ci adsorbe une humidité superficielle importante, ce qui change les propriétés diélectriques de la surface et ajoute une capacité pouvant être distinguée d'autres capacités mesurées Il est donc avantageux d'utiliser un métal qui n'adsorbe pas l'humidité, tel que l'or, qui peut commodé- ment être déposé par pulvérisation Pour maintenir stable la surface de la masse-étalon, cette surface est également et avantageusement revêtue d'or. L'accéléromètre 10 fonctionne à la manière d'un instrument à équilibre de forces dans lequel la force de l'accélération sur la masse-étalon 16 est équilibrée par des forces électriques appropriées de rétablissement appliquées par un circuit 14 de capteur et par l'inter- médiaire des électrodes de force supérieure et inférieure et 32 L'amplitude de la force demandée de rétablisse- ment est fonction de l'accélération et peut être mesurée à une sortie 34 d'accélération du circuit 14 du capteur. Une polarisation par tension continue est appliquée à la masse-étalon 16 par une source de tension de référence, telle qu'une source 35 de référence de tension stable à semiconducteur, par l'intermédiaire d'une résistance 36 de découplage ou d'isolement en courant alternatif. En parallèle, un signal alternatif généré par une source 38 de signal est transmis à la masse-étalon 16 par un condensateur 40 de couplage Des condensateurs 42 et 44 couplent les capacités, formées entre les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 et la masse-étalon 16, à un circuit de pont différentiel 46 qui comprend des diodes , 52, 54 et 56, un condensateur 58 de filtrage et un amplificateur opérationnel 60 à haute impédance et gain élevé Le signal de sortie de l'amplificateur 60 est utilisé pour attaquer directement l'électrode supérieure 30 et, après inversion par un inverseur 62, pour attaquer l'électrode inférieure 32. Le signal de sortie 34 d'accélération est appliqué par l'intermédiaire de l'amplificateur 60 et de l'inverseur 62 aux électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 afin d'appliquer des forces électrostatiques de rétablissement à la masse-étalon 16 pour résister aux forces qui lui sont appliquées par l'accélération Ces forces électrostatiques ne sont normalement pas linéaires, car elles sont proportionnelles au carré de la tension appliquée La polarisation en portion continue appliquée par la source 35 de tension stable, et les signaux déphasés appliqués aux électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 à partir de l'amplificateur 60 et de l'inverseur 62, servent à faire disparaître ce manque de linéarité. La force et le décalage de tension de la masse- étalon donnent un signal linéaire de sortie avec la réaction de force électrostatique même si les équations fondamentales de force ne sont pas linéaires Les équations fondamentales de force sont: =EAV et F = e O AV 12 ( 1) F-2 an 2 ëde o Fu est la force supérieure, (Fl la force inférieure), A est la section de l'électrode d'application de force, Vu est la tension entre l'électrode supérieure d'application de force et la masse-étalon, V 1 est la tension entre l'électrode inférieure et la masse-étalon et d est l'écartement électrode/masse-étalon En posant Vu= V O A et Et = V+A ( 2) o VO est la tension en 34 et à est une tension fixe, par exemple 15 V, on obtient une linéarisation exacte de l'équation de force, comme montré par Ma = Fu-Et o Fi V ( 3) o M est la masse de la masse-étalon et a est l'accéléra- tion, si bien que le facteur de proportionnalité devient: _ 2,e OAA ( 4) Md 2 o a est la tension générée par la source 35 Par conséquent, la tension de sortie en 34 est exactement proportionnelle à l'accélération lorsque la masse-étalon 16 est centrée entre les électrodes supérieure et inférieure et 32 La tension peut alors être utilisée comme mesure de l'accélération. On peut également réaliser une linéarisation en ayant une masse-étalon 16 à une polarisation nulle et en appliquant une tension fixe de polarisation en série avec le signal de sortie de l'amplificateur à l'électrode supérieure 30 tandis que l'on applique la même tension fixe de polarisation, à la polarité opposée, en série avec le signal de sortie de l'amplificateur à l'électrode in- férieure 32. Les manques de linéarité restants du système dus, par exemple, à un centrage imparfait de la masse- étalon dans l'entrefer, peuvent être réduits par des compensations de polarisation appliquées à l'amplificateur à partir d'une source Vb de tension de polarisation à travers une forte résistance (> 250 kn)R 3 L'utilisation de telles compensations de polarisation permet de réduire essentiellement à zéro les effets d'un centrage imparfait et d'un redressement des vibrations. En plus des électrodes supérieure et inférieure 30 et 32, les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28 peuvent comporter des électrodes supérieure et inférieure 64 et 66 de bandes de garde Comme montré sur la figure 1 et comme décrit davantage ci-dessous en regard de la figure 2, ces électrodes de bandes de garde peuvent être sensiblement plus épaisses que les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 afin d'écarter la masse-étalon 16 des électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 Ceci permet de mettre en marche avec succès l'accélérateur 10 à boucle fermée sous accélération sans circuit spécial supplémen- taire. Les intervalles sur la couche de verre supérieure 26, entre l'électrode supérieure 30 et l'élec- trode de bande de garde supérieure 64 et, sur la couche de verre inférieure 28, entre l'électrode inférieure 32 et l'électrode de bande de garde inférieure 66, peuvent présenter des problèmes particuliers par suite de l'ap- plication de charge au verre et de courants de fuite transversaux Lorsque le potentiel d'une telle électrode est changé, le potentiel dans la zone isolante inter- médiaire ou entrefer s'ajuste aussi d'une première valeur à une autre valeur sous l'effet de courants de fuite sur les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28 La distribution de potentiel dans ces entrefers change lorsque les caractéristiques d'isolation des entrefers changent avec l'humidité et d'autres conditions ambiantes. Le potentiel dans ces entrefers agit à la manière d'une extension du potentiel des électrodes supérieure ou inférieure 30 et 32. Les effets de la force électrostatique des potentiels dans ces entrefers ne peuvent pas être distin- gués des forces appliquées par les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 Les potentiels changeant lentement dans les entrefers produisent donc des forces transitoires à la mise en marche et lors de variations de l'accéléra- tion. A titre explicatif, on considère la masse- étalon vis-à-vis uniquement des électrodes 30 et 32 de transducteur de force des éléments supérieur et inférieur d'application de force Cependant, l'anneau de garde qui entoure la masse-étalon pour éviter des problèmes lors de la mise en marche est à un potentiel différent de celui des électrodes 30 et 32 Lorsque le potentiel sur les électro- des 30 et 32 change du fait d'une variation de l'accéléra- tion, la zone de verre entre les électrodes 30 et 64 sur le dessus ou la zone de verre entre les électrodes 32 et 66 sur le dessous a son potentiel qui change aussi Le verre entre les électrodes principales et l'anneau de garde peut être considéré comme une matière résistive de très haute résistance Si les potentiels des électrodes 30 et 32 changent, la zone entre ces électrodes et leurs anneaux de garde change, mais ce changement est lent du fait de la résistance élevée du verre. La manière d'éviter une influence notable depuis la zone de verre entre les électrodes est de réaliser l'électrode principale 30 et l'électrode 32 afin qu'elles soient beaucoup plus grandes que n'importe point de la masse-étalon Cependant, les électrodes de garde doivent être rentrées en quatre petits emplacements ou doigts 74, 75, 76, 77 afin de toucher la masse-étalon (figures 2 et 3) dans le cas o la masse-étalon vient porter à force contre les couches de verre supérieure ou inférieure La forme des électrodes est agencée de manière que l'anneau de garde s'étende sur la zone de la masse- étalon uniquement dans ces doigts Autrement, la zone du verre qui est lente à se charger se trouve à l'extérieur de la zone o la masse- étalon peut être influencée Néanmoins, les quatre doigts 74-77 s'insèrent et l'effet du verre dans ces zones autour des quatre doigts est important Pour réduire l'effet de cette zone du verre, une gorge 21 en V est ménagée dans la masse-étalon au-dessous de la zone du verre de manière que, si la charge sur le verre varie légèrement, l'effet consistant à obliger la masse-étalon à se déplacer est minimal du fait de la distance accrue entre le verre et la masse-étalon Chaque gorge 21 définit une colonnette, des colonnettes étant représentées en 78 et 79 sur la figure 3 Les colonnettes sont ici destinées à entrer en contact avec les électrodes 64, 66 tout en maintenant les électrodes 30, 32 dégagées de la masse- étalon lors de la mise en marche sous accélération du dispositif L'intervalle entre la masse-étalon et le verre n'est plus de 3 micromètres dans cette zone, mais il est beaucoup plus grand, plus proche de 20 ou 30 micromètres. De cette manière, les temps de réponse transitoires en accélération sont réduits ou éliminés. Comme montré plus en détail sur la figure 3, la tranchée ou gorge 21 en V est gravée dans la masse-étalon 16 directe- ment au-dessous des entrefers entre les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 et les électrodes de bandes de garde supérieure et inférieure 64 et 66 sur les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28, respectivement La gorge 21 en V réduit l'effet du potentiel dans les entrefers sur la masse-étalon 16 en établissant un espace important entre elles, par exemple 10 fois l'écartement normal entre la couche de verre supé- rieure 26 et la masse-étalon 16 Les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 peuvent s'étendre au-delà de la masse-étalon 16 afin que l'effet des champs provenant du verre entre l'électrode supérieure 30 et l'électrode de bande de garde supérieure 64 et entre l'électrode in- férieure 32 et l'électrode de bande de garde inférieure 66 soit minimisé Les surfaces supérieure et inférieure du verre sont métallisées en 26 a, 28 a et connectées à la masse pour protéger le transducteur des champs électriques extérieurs et de l'influence de conducteurs extérieurs. En variante, un revêtement de surface, légèrement conducteur ( 1010 ohms par carré) peut être placé sur les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28, en particulier dans les entrefers Les effets de potentiel des entrefers ne sont pas éliminés, mais la distribution du potentiel dans l'entrefer s'établit presque instantanément et reste constante, permettant un captage satisfaisant des accélérations sans transitoires indésirés tant que la résistance du revêtement de surface est assez élevée pour ne pas gêner le captage. En référence à présent à la figure 2, le transducteur 12 de 1 'accéléromètre est représenté dans une vue isométrique partiellement éclatée sur laquelle la couche de verre supérieure 26 a été tournée dans une position ouverte et la partie restante est représentée en coupe pour plus de clarté Comme indiqué précédemment, l'électrode supérieure 30 a été réalisée sur la couche de verre supérieure 26 par évaporation d'aluminium ou d'or. L'électrode de bande de garde supérieure 64 entoure l'électrode supérieure 30 D'une manière similaire, une partie de l'électrode inférieure 66 de bande de garde sur la couche de verre inférieure 28 est visible à travers la partie partiellement coupée de la couche 24 de silicium. L'extrémité de l'électrode inférieure 32 est également visible. Un plot métallique 81 de liaison sur la couche 24 de silicium est en contact électrique avec cette couche. Des fils de liaison, tels qu'un fil d'or ou d'aluminium de 0,25 mm, connectent les extrémités des électrodes 32, 66, et 64 et du plot 81 de liaison aux circuits électriques 14 et 14 a Les fils de liaison sont reliés de l'une de plusieurs manières communes dans l'industrie des circuits intégrés. Les électrodes supérieure et inférieure 64 et 66 de bandes de garde peuvent commodément être fabriquées avec une couche de métallisation d'or d'épaisseur double comparée à l'épaisseur des électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 Cette épaisseur supplémentaire sert à écarter la masse-étalon 16 des électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 pendant la mise en marche de l'ac- céléromètre 10 Les électrodes de bandes de garde supé- rieure et inférieure 64 et 66 sont maintenues au même potentiel que la masse-étalon 16. Comme on peut en outre le voir sur la figure 2, les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28 peuvent être conçues de manière à être identiques pour simplifier la fabrication Lorsque cela est possible, le transducteur 12 est conçu et réalisé symétriquement pour réduire les contraintes mécaniques et la dérive La matière utilisée pour les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28, telle qu'un verre "Pyrex" au borosilicate, de qualité 7740, doit être adaptée aussi étroitement que possible à celle de la masse-étalon 16 en ce qui concerne la dilatation thermique On peut utiliser aussi du silicium avec des couches isolantes appropriées pour les parties supérieure et inférieure du sandwich du transducteur. il Les gorges 68 et 70 sont positionnées sur la surface supérieure de la couche 24 de silicium comme montré de façon à assurer l'isolation de l'électrode supérieure 30 et de l'électrode de bande de garde supérieures 64 par rapport à tout contact avec la couche 24 de silicium tandis que des gorges isolantes similaires, non visibles sur cette vue, sont positionnées sur la surface supérieure de la couche 24 de silicium pour isoler l'électrode de bande de garde inférieure 66 et l'électrode inférieure 32 de tout contact électrique avec la couche 24 de silicium. On voit dans la partie en coupe que la masse- étalon 16 est reliée à la couche 24 de silicium par une articulation flexible 22 L'articulation flexible 22 peut être réalisée à partir d'une liaison d'articulation unique mais, comme montré, il est préférable d'utiliser une articulation à flexion divisée, équilibrée symétriquement, telle que celle formée par les articulations 25 et 27, afin de minimiser les décalages de la masse-étalon dus à une flexion du transducteur 12 de l'accéléromètre L'articula- tion à flexion 22 doit avoir une robustesse minimale pour résister à la rupture due aux forces s'exerçant dans le plan du silicium et pour résister à l'instabilité d'arme- ment électrostatique. La réalisation du transducteur 12 de l'ac- céléromètre, comprenant la masse-étalon 16 et l'articula- tion à flexion 22, peut être effectuée à l'aide des technologies disponibles de la fabrication des circuits intégrés et du micro-usinage Diverses techniques de gravure contrôlée sont utilisées pour former la masse- étalon 16 à partir de la couche environnante 24 de silicium, en laissant une liaison physique limitée entre eux pour former l'articulation à flexion 22 Cette dernière peut être recuite à une température élevée, par exemple 10000 C pendant plusieurs heures, pour réduire toutes contraintes non uniformes résultant de la fabrication à partir de gradients et/ou de concentrations élevés de dopants Les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28 sont liées anodiquement à la couche 24 de silicium, simultanément, pour empêcher le gauchissement. Les surfaces supérieure et inférieure de la masse-étalon 16 doivent être formées par gravure des surfaces de la couche 24 de silicium afin que les interval- les appropriés, de l'ordre d'environ 2 pm, soient engendrés entre la masse-étalon 16 et les couches de verre supérieure et inférieure 26 et 28. Les surfaces extérieures des couches de verre 26 a et 28 a sont de préférence métallisées avec un revête- ment conducteur afin que, pendant l'utilisation, cette métallisation extérieure puisse être connectée à un potentiel bien défini, tel que la masse du système, et qu'elle protège les structures internes des effets des champs électriques extérieurs qui pourraient autrement introduire des erreurs. Le transducteur peut être monté sur une semelle 29 en matière élastique, comme représenté sur la figure 2, pour réduire les contraintes provenant d'une surface de montage qui peut avoir des caractéristiques de dilatation différentes, et pour réduire la transmission des vibrations à partir de cette surface de montage La semelle 29 empêche le gauchissement du transducteur provoqué par une dilata- tion thermique différentielle par rapport à la matière du boîtier ou par des distorsions mécaniques du boîtier pendant l'utilisation S'il était toléré, un tel gauchisse- ment introduirait de petites erreurs dans le transducteur, limitant ainsi sa gamme dynamique La semelle élastique est de préférence rendue électriquement conductrice en étant chargée d'une matière appropriée, telle que du noir de carbone ou de la poudre d'argent, permettant un contact électrique aisé avec la surface métallisée inférieure de la couche 28. Le circuit 14 du capteur peut être commodément formé par des techniques classiques de fabrication de circuits intégrés en tant que partie du même boîtier physique que celui du transistor 12 de 1 'accéléromètre Le transducteur 12 de 1 ' accéléromètre et le circuit 14 du capteur peuvent être conditionnés dans le même bloc plat, fermé hermétiquement, ou dans tout autre boîtier hybride commode. Pendant le fonctionnement, si un déséquilibre quelconque des capacités entre la masse-étalon 16 et les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 apparaît lorsque la masse-étalon 16 est centrée, le circuit 14 du capteur équilibre les capacités en appliquant des forces électromotrices à la masse-étalon 16 afin de la déplacer vers une position décentrée et de l'y maintenir Ce positionnement décentré produit un manque de linéarité de second ordre à moins qu'il soit compensé par l'application d'un décalage de polarisation approprié à l'amplificateur ou par l'addition d'une capacité de compensation entre 16 et 30 ou entre 16 et 32. En réponse de nouveau à la figure 1, la source 38 de signal peut être, par exemple, une source de tension alternative d'une valeur de 4 volts, crête à crête, telle qu'une source d'onde carrée fonctionnant, par exemple, à 10 M Hz Ce signal alternatif est appliqué, avec la polarisation appropriée en tension continue provenant de la source 35 de référence, à la couche 24 de silicium et donc à la masse-étalon 16 Si la masse-étalon 16 est dans sa position neutre, le signal alternatif est transmis de façon égale, par couplage, aux électrodes supérieure et in- férieure 30 et 32 Le captage capacitif entre la masse- étalon 16 et les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 est comparé dans le circuit 46 à pont différentiel. Il est important de noter que les condensateurs 42 et 44 sont grands en comparaison avec la capacité formée entre les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 et la masse-étalon 16 et ont donc un effet négligeable sur la position neutre de la masse-étalon 16 Dans la position neutre, les valeurs sont équilibrées et aucun signal différentiel n'est appliqué à l'amplificateur 60, de sorte qu'aucun signal différentiel continu n'est ainsi appliqué aux électrodes supérieure et inférieure 30 et 32. Ces électrodes captent un signal RF, à savoir un signal de 10 M Hz, provenant du générateur 38 qui passe par couplage, à travers les entrefers appropriés, de la masse-étalon à l'électrode 30 et de la masse- étalon à l'électrode 32. Pour suivre la circulation du signal, le signal alternatif provenant du générateur 38 est transmis par couplage à la masse-étalon o il arrive par un autre couplage à travers les entrefers aux électrodes 30 et 32. En suivant le trajet depuis l'électrode 30, le signal rencontre, d'une part, la résistance RI, d'impédance relativement élevée, entre 10 et 30 kilohms, l'isolant de l'amplificateur 60, et le condensateur 42 qui est un gros condensateur lui permettant d'atteindre aisément le pont à 4 diodes Par ailleurs, le signal de réaction continu qui provient de l'amplificateur 60 suit le trajet menant à la résistance RI Etant donné que le courant continu appelé est très faible, la chute de tension continue à travers la résistance RI est négligeable, résistance à partir de laquelle le signal continu est appliqué directement à l'électrode 30 Le condensateur 42 sert à arrêter le signal continu provenant du pont à 4 diodes Similairement, il en est de même en ce qui concerne l'effet de la résistance R 2 et du condensateur 44. En fonctionnement, l'accélération provoque un mouvement relatif entre la masse-étalon 16 et les électro- des supérieure et inférieure 30 et 32 pendant que la masse- étalon 16 tente de pivoter autour de l'articulation à flexion 22 Lorsque la masse-étalon 16 se déplace et s'approche d'une électrode, telle que l'électrode in- férieure 32, le captage capacitif accru du signal alter- natif provenant de la source 38 de signal provoque l'application d'une tension à l'amplificateur 60 par l'intermédiaire d'un circuit à pont différentiel 46 La tension continue accrue résultante du signal, appliquée à l'électrode inférieure 32 par l'intermédiaire de l'inver- seur 62, et la tension diminuée appliquée à l'électrode supérieure 30 à partir de l'amplificateur 60 servent à appliquer une force électrostatique à la masse-étalon 16 pour résister à la force de l'accélération et rétablir la masse-étalon 16 dans sa position neutre Le signal diminué appliqué à l'inverseur 62 peut être contrôlé à la sortie 34 de l'accélération et est proportionnel à la force d'ac- célération à laquelle une résistance est opposée. Pour un gain suffisamment élevé de l'amplifica- teur 60, l'écart de la masse-étalon 16 par rapport à sa position nominale est négligeable dans l'entrefer lors- qu'une accélération est appliquée, assurant ainsi la linéarité Pour maintenir la stabilité de la réponse de l'accéléromètre 10 à boucle fermée avec un amplificateur 60 à gain élevé, il est nécessaire de prévoir une limitation du gain élevé aux fréquences élevées Un mécanismeparticulièrement avantageux pour réaliser une limitation du gain à haute fréquence consiste à utiliser un amortissement visqueux en utilisant, par exemple, un gaz ou un liquide dans l'entrefer entre les électrodes supérieure et inférieure 30 et 32 et la masse étalon 16 comme montré sur la figure 1. Ainsi, il a été proposé un accéléromètre miniature d'une conception et d'un procédé nouveaux, micro- usiné dans du silicium, qui possède, entre autres par- ticularités, une large gamme dynamique avec un excellent rapport de la pleine échelle à la précision La configura- tion est hautement symétrique En particulier, l'articula- tion se trouve dans le plan central de la masse-étalon, et la structure est équilibrée pour empêcher le gauchissement. Ceci donne un bon rapport de la stabilité de la polarisa- tion à la gamme La configuration est en boucle fermée avec un gain de boucle exceptionnellement élevé et une articula- tion très faible en comparaison avec les forces pendulaires et électrostatiques Ceci donne aussi un bon rapport de la stabilité de la polarisation à la gamme L'application d'une force différentielle avec un décalage travaille conjointement avec le gain élevé de la boucle pour minimiser les erreurs de non-linéarité et les erreurs d'origine vibro-pendulaire. Des perturbations secondaires, qui peuvent donner des erreurs de polarisation, sont éliminées dans la présente configuration par un certain nombre de par- ticularités décrites ici et comprenant 1) un blindage électrostatique de l'extérieur de la puce 2) une extension des électrodes pour minimiser les champs produisant des franges 3) le choix des métaux des électrodes pour assurer la stabilité de surface à des niveaux atomiques, c'est-à-dire l'absence d'un potentiel hygroscopique ou de croissance d'oxyde, 4) une gravure de gorges pour réduire l'effet de la formation de franges résiduelles ) l'utilisation d'un revêtement résistif pour stabiliser la distribution des charges dans les entrefers des électrodes 6) la division de l'articulation pour réduire l'effet du gauchissement structural 7) l'utilisation d'un support élastique pour empêcher le gauchissement structural par suite d'une dilatation différentielle ou d'autres forces extérieures. De plus, la présente invention simplifie le fonctionnement en asservissement de l'accéléromètre par une application de l'excitation à la masse-étalon et par un agencement de la réalisation de façon que les électrodes de captage et d'application de force soient à présent les mêmes. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'accéléromètre décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Accéléromètre miniature, caractérisé en ce qu'il comporte deux couches ( 26, 28) à électrodes ( 30, 32), une masse-étalon ( 16) en silicium, des moyens ( 22) destinés à suspendre la masse-étalon entre les couches à électrodes, des moyens linéaires comprenant un amplificateur ( 60) qui, en réponse à un couplage capacitif différentiel entre les couches à électrodes et la masse-étalon, génèrent un signal électrique pour s'opposer à des forces d'accélération qui leur sont appliquées, et des moyens ( 14) destinés à mesurer l'amplitude et le signe dudit signal en tant que mesure de l'accélération. 2 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (R 3) destiné à appliquer une compensation de polarisation à l'amplificateur afin de réduire les effets d'un centrage imparfait et du redressement des vibrations. 3 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à s'opposer aux forces d'accélération comprennent un moyen ( 38) destiné à appliquer un signal alternatif à la masse- étalon, un moyen destiné à détecter les signaux alternatifs passant par couplage dans les couches à électrodes à partir de ce signal alternatif, et un moyen qui, en réponse aux signaux alternatifs détectés, applique des forces s'op- posant à l'accélération à la masse-étalon. 4 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que le moyen qui réagit aux signaux alternatifs détectés comporte en outre des moyens destinés à appliquer des forces électrostatiques différen- tielles entre les couches et la masse-étalon, linéairement proportionnelles aux signaux alternatifs détectés. Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les moyens destinés à appliquer des forces électrostatiques comprennent en outre un moyen ( 35) destiné à appliquer des tensions continues différentielles entre les couches et la masse-étalon, proportionnelles aux signaux alternatifs détectés, et des moyens destinés à appliquer des tensions continues de polarisation entre les couches à électrodes et la masse- étalon afin de rendre les forces électrostatiques, appliquées entre elles, linéairement proportionnelles à l'accélération. 6 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la masse-étalon est une partie d'une couche ( 24) de silicium renfermée entre les couches à électrodes. 7 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 6, caractérisé en ce que la couche de silicium comporte en outre une articulation à flexion ( 22) travail- lant dans le plan médian de suspension de la masse-étalon. 8 Accéléromètre selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'articulation à flexion est constituée en une réalisation divisée utilisant des articulations symétriquement équilibrées ( 25, 27). 9 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un film mince de gaz ou de liquide dans l'intervalle entre la masse étalon et les couches à électrodes pour réaliser un amortissement visqueux entre elles. Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que chaque couche à électrodes comporte en outre des moyens à électrodes ( 30, 32) d'appli- cation de force destinés à appliquer des forces électros- tatiques à la masse-étalon en réponse aux moyens destinés à s'opposer aux forces d'accélération qui leur sont appli- quées, et des moyens à électrodes de garde ( 64, 66) destinés à empêcher tout contact entre les moyens à électrodes d'application de force et la masse-étalon. 11 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que chaque couche à électrode comporte en outre une métallisation d'électrodes d'applica- tion de force destinée à appliquer une force électrostati- que à la masse-étalon, et une métallisation d'électrode de garde, sensiblement plus épaisse que la métallisation d'électrode d'application de force, destinée à empêcher tout contact entre la métallisation de l'électrode de force et la masse-étalon. 12 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 11, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens destinés à réduire les variations de forces électrostatiques transitoires résultant de différences de potentiel entre les métallisations d'électrodes de garde et d'application de force. 13 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce que les moyens destinés à réduire des variations des forces électrostatiques transitoires comprennent en outre des moyens à gorges ( 21) situées dans la masse-étalon, opposés à la partie de la couche à électrode comprise entre les métallisations d'électrodes d'application de force et de garde, afin de réduire les effets de forces électrostatiques appliquées depuis celles-ci à la masse-étalon. 14 Accéléromètre miniature selon la revendica- tion 12, caractérisé en ce que les moyens destinés à réduire les variations de forces électrostatiques tran- sitoires comprennent en outre un moyen à revêtement résistif sur la partie de la couche de verre entre les métallisations des électrodes d'application de force et de garde afin de maintenir une distribution de potentiel bien définie entre elles. Accéléromètre selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des couches ( 26 a, 28 a) de métallisation conductrices déposées sur les surfaces supérieure et inférieure du verre pour protéger le transducteur de champs électriques extérieurs. 16 Procédé pour capter une accélération en utilisant une masse-étalon ( 16) et des électrodes ( 30, 32) formant un accéléromètre ( 10), caractérisé en ce qu'il consiste à suspendre la masse-étalon dans une position équilibrée entre les électrodes pour définir des capacités de couplage égales entre les électrodes et la masse-étalon, à capter électroniquement un couplage capacitif différen- tiel entre les électrodes et la masse-étalon lorsque la masse-étalon est éloignée d'une position équilibrée sous l'effet de l'accélération, à générer électroniquement un signal électrique qui, lorsqu'il est appliqué aux électro- des, génère une force électrostatique sur la masse-étalon, laquelle force tend à déplacer la masse-étalon vers la position équilibrée, à appliquer ledit signal électrique auxdites électrodes pour engendrer des forces s'opposant à l'accélération, devant être appliquées à la masse- étalon, et à mesurer l'amplitude et le signe du signal électrique demandé pour rétablir l'équilibre en tant que mesure de l'accélération subie par la masse-étalon. 17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'application de forces d'opposition consiste à appliquer un signal alternatif à la masse- étalon, à détecter les signaux alternatifs passant par couplage de la masse-étalon aux électrodes, et à appliquer à la masse-étalon des forces s'opposant à l'accélération en réponse aux signaux alternatifs détectés. 18 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'application de forces s'opposant à une accélération consiste en outre à appliquer des forces électrostatiques différentielles entre les électrodes et la masse étalon, linéairement proportionnelles aux signaux alternatifs détectés. 19 Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'application de forces électrostati- ques différentielles consiste en outre à appliquer des tensions continues différentielles entre les électrodes et la masse-étalon, proportionnelles aux signaux alternatifs détectés, et à appliquer des tensions continues de polarisation entre les couches à électrodes et la masse- étalon afin de rendre linéairement proportionnelles à l'accélération les forces électrostatiques appliquées entre elles. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'étape d'application de forces s'opposant à l'accélération à la masse-étalon consiste en outre à appliquer une force électrostatique à partir d'une électrode ( 30, 32) d'application de force à la masse- étalon, et à empêcher tout contact entre l'électrode d'application de force et la masse-étalon à l'aide d'une électrode de garde ( 64, 66). 21 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à réduire des variations de forces électrostatiques transitoires résultant de différences de potentiel entre les électrodes d'application de force et les électrodes de garde. 22 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'étape de réduction des variations transitoires consiste en outre à augmenter la distance entre la masse-étalon et la partie de la couche de verre située entre les électrodes d'application de force et les électrodes de garde. 23 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'étape de réduction des variations transitoires consiste en outre à appliquer un revêtement résistif à la partie de la couche de verre située entre les électrodes d'application de force et les électrodes de garde afin de maintenir entre elles une distribution constante de potentiel. 24 Accéléromètre miniature, caractérisé en ce qu'il comporte deux couches ( 26, 28) portant des électrodes métallisées ( 30, 32), une masse-étalon ( 16) en silicium suspendue entre les couches, un moyen ( 38) qui, en réponse aux électrodes, est destiné à appliquer un signal alter- natif à la masse-étalon, un moyen qui, en réponse aux électrodes, est destiné à détecter des signaux alternatifs transmis par couplage aux couches à électrodes à partir de cette masse-étalon, et un moyen qui, en réponse aux signaux alternatifs détectés, est destiné à appliquer des forces électrostatiques différentielles entre les couches et la masse-étalon, linéairement proportionnelles aux signaux alternatifs détectés. 25 Accéléromètre selon la revendication 24, caractérisé en ce que les électrodes métallisées s'étendent au-delà de la masse-étalon. 26 Accéléromètre selon la revendication 24, caractérisé en outre en ce qu'il comporte un moyen ( 29) pour le montage élastique de l'accéléromètre. 27 Accéléromètre miniature, caractérisé en ce qu'il comporte deux couches ( 26, 28) à électrodes ( 30, 32), une masse-étalon ( 16) en silicium suspendue entre elles, et des moyens qui, en réponse à un couplage capacitif différentiel entre les couches à électrodes et la masse- étalon, sont destinées à leur appliquer des forces s'opposant à une accélération. 28 Procédé pour capter une accélération, caractérisé en ce qu'il consiste à suspendre une masse- étalon ( 16) entre deux couches ( 26, 28) à électrodes ( 30, 32), à capter un couplage capacitif différentiel entre les couches à électrodes et la masse-étalon, et à appliquer des forces à la masse-étalon en réponse au couplage capté pour s'opposer aux forces d'accélération.