(57)【要約】【課題】  気体の減衰が平衡な振り子式加速度計を提供する。【解決手段】  振り子式容量性加速度計１０は、電極部分を備えたほぼ平らな上面を有する基板１４と、ヒンジ軸ｘを画定するために基板１４の上面において支持される中心アンカー部１６を有する検知プレート１２とを含む。この検知プレート１２は、中心アンカー部１６の第１の側部の中実のプルーフ・マス２２と、中心アンカー部１６の第２の側部のほぼ中空のプルーフ・マス２０とを含み、チップ全体のサイズの縮小と、平衡な気体の減衰とを提供する。中実のプルーフ・マス２２は、第１の電極素子が上に設けられた第１の下面を有し、ほぼ中空のプルーフ・マス２０は第２の電極素子が設けられた第２の下面を有する。中実のプルーフ・マス２２と中空のプルーフ・マス２０の双方は同じ容量性検知領域を有する。上記検知プレート１２は加速度に応じて基板１４の上面に対してヒンジ軸ｘのまわりで回転する。【選択図】  図１
2009109494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）平らな上面を有する基板と、
ｂ）ヒンジ軸を画定するために前記基板の上面において支持される中心アンカー部を有する検知プレートであって、前記検知プレートが、中実のプルーフ・マスを前記中心アンカー部の第１の側部に、そして、中空のプルーフ・マスを前記中心アンカー部の第２の側部に含み、前記中実のプルーフ・マスが、第１の電極素子を上に設けた第１の下面を有し、前記中空のプルーフ・マスが、第２の電極素子を上に設けた第２の下面を有し、ここで、前記プルーフ・マスの加速度に応じて、前記基板の上面に対して前記ヒンジ軸のまわりに回転するように取り付けられた検知プレートと、
ｃ）前記中実のプルーフ・マスの前記下面において前記電極素子と相互に作用するために、前記中実のプルーフ・マスの下にある前記基板の上面に配置された第１の電極部分と、
ｄ）前記中空のプルーフ・マスの前記下面において前記電極素子と相互に作用するために、前記中空のプルーフ・マスの下にある前記基板の上面に配置された第２の電極部分と、
を備える振り子式加速度計。
【請求項２】
前記検知プレートが、２５μｍ〜３００μｍの厚さを有する請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項３】
前記中空のプルーフ・マスが、空洞部を形成するためにフロア部分から上方へ延在する側壁を有するフロア部分を含む請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項４】
前記第１および第２の電極部分から上方へ延在する複数の突起部を備える請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項５】
前記側壁が、複数の空洞部を形成するために直角に交差する少なくとも２つの壁を含む請求項３に記載の振り子式加速度計。
【請求項６】
前記第１および第２の電極素子が、前記プルーフ・マスの前記それぞれの下面において同じ表面積を覆う請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項７】
前記中実のプルーフ・マスの幅と、前記中空のプルーフ・マスの幅とが、等しい請求項６に記載の振り子式加速度計。
【請求項８】
前記中実のプルーフ・マスの横方向の長さが、前記中空のプルーフ・マスの横方向の長さに等しい請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項９】
前記中実のプルーフ・マスの幅と、前記中空のプルーフ・マスの幅とが、等しい請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項１０】
前記中心アンカリング部が、前記基板上において前記検知プレートを支持する複数のアンカーを含む請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項１１】
前記検知プレートが、前記ヒンジ軸のまわりに自由に回転する請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項１２】
前記検知プレートが、前記基板の上面に平行な基準位置に保持される請求項１に記載の振り子式加速度計。
【請求項１３】
前記第１の電極部分が、第１の検知用電極と第１のフィードバック電極とを含み、前記第２の電極部分は第２の検知用電極と第２のフィードバック電極とを備える請求項１２に記載の振り子式加速度計。
【請求項１４】
前記第１および第２のフィードバック電極が、前記検知プレートを前記基準位置に静電的に保持するように動作する請求項１３に記載の振り子式加速度計。
【請求項１５】
前記第１および第２のフィードバック電極が、前記第１および第２の検知用電極よりもヒンジ軸の方へ近接して配置される請求項１３に記載の振り子式加速度計。
【請求項１６】
開ループ・モードで動作する振り子式加速度計であって、
ａ）平らな上面を有する基板と、
ｂ）ヒンジ軸を画定するために前記基板の上面において支持される中心アンカー部を有する検知プレートであって、前記検知プレートが、中実のプルーフ・マスを前記中心アンカー部の第１の側部に、そして、中空のプルーフ・マスを前記中心アンカー部の第２の側部において画定し、前記中実のプルーフ・マスが、第１の電極素子を上に設けた第１の下面を有し、前記中空のプルーフ・マスが、第２の電極素子を上に設けた第２の下面を有し、ここで、前記プルーフ・マスの加速度に応じて、前記基板の上面に対して前記ヒンジ軸のまわりに回転するように取り付けられた検知プレートと、
ｃ）前記中実のプルーフ・マスの前記下面において前記電極素子と相互に作用するために、前記中実のプルーフ・マスの下にある前記基板の上面に配置された第１の電極部分と、
ｄ）前記中空のプルーフ・マスの前記下面において前記電極素子と相互に作用するために、前記中空のプルーフ・マスの下にある前記基板の上面に配置された第２の電極部分と、を備え、
ｅ）前記検知プレートが、基準位置から変位され、前記検知プレートが、前記基準位置において前記基板に平行であり、
ｆ）位相差容量性出力信号が、前記基準位置からの前記検知プレートの変位の大きさに比例して生成される振り子式加速度計。
【請求項１７】
前記第１および第２の電極部分が、検知用電極を含む請求項１６に記載の振り子式加速度計。
【請求項１８】
閉ループ・モードで動作する振り子式加速度計であって、
ａ）平らな上面を有する基板と、
ｂ）ヒンジ軸を画定するために前記基板の上面において支持される中心アンカー部を有する検知プレートであって、前記検知プレートが、中実のプルーフ・マスを前記中心アンカー部の第１の側部に、そして、中空のプルーフ・マスを前記中心アンカー部の第２の側部において画定し、前記中実のプルーフ・マスが、第１の電極素子を上に設けた第１の下面を有し、そして、前記中空のプルーフ・マスが、第２の電極素子を上に設けた第２の下面を有し、ここで、前記プルーフ・マスの加速度に応じて、前記基板の上面に対して前記ヒンジ軸のまわりに回転するように取り付けられた検知プレートと、
ｃ）前記中実のプルーフ・マスの前記下面において前記電極素子と相互に作用するために、前記中実のプルーフ・マスの下にある前記基板の上面に配置された第１の電極部分であって、第１の検知用電極と、第１のフィードバック電極とを備えた第１の電極部分と、
ｄ）前記中空のプルーフ・マスの前記下面において前記電極素子と相互に作用するために、前記中空のプルーフ・マスの下にある前記基板の上面に配置された第２の電極部分であって、第２の検知用電極と、第２のフィードバック電極とを備えた第２の電極部分と、を備え、
ｅ）前記第１と第２のフィードバック電極が、前記検知プレートを静電的に平衡状態にして、前記基板の上面に対して平行な基準位置に前記検知プレートを保持するようにし、
ｆ）前記フィードバック電極によって付勢される力に比例して電子出力信号を生成して、前記検知プレートを前記基準位置において保持するようにする振り子式加速度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度計およびその他の力検知装置に関し、特に、物体の加速度を測定する容量性振り子式加速度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近マイクロ重力分解能、高い感度、高い線形性、および低いバイアス・ドリフトを備えた高性能の加速度計が、広い範囲の種々の用途、特に、慣性航法システム、誘導システムおよび空気データ測定システムなどの航空宇宙産業において利用するために必要とされている。高性能の加速度計の分解能にはセンサの熱機械ブラウン・ノイズによる限界があり、この分解能は、読出し用電子装置のみならず構造の減衰係数および質量によっても影響されるものであった。
【０００３】
大質量、大静電容量、および小さな減衰が同時に得られると共に、マイクロ重力分解能が達成されることを確実にする際に、製造技術が決定的に重要な役割を果たしている。以前、複数の高性能シリコン加速度計が報告されたことがあった。これらの装置は、容量性、共振、またはトンネル電流の検知方式と共に大きなプルーフ・マスを利用して、高い感度を達成するものであった。これらすべての加速度計の中でも、シリコン容量性加速度計は、複数の利点を有するため、低価格で体積の大きな自動車関連の加速度計から高精度の慣性グレード・マイクロ重力装置までにわたる非常に多くの用途にとって魅力的なものとなっている。シリコン容量性加速度計は、高い感度と、良好な直流応答および雑音特性、低いドリフト、低い温度感度、少ない消費電力の散逸並びに簡単な構造を有している。
【０００４】
容量性加速度計は、一般に垂直方向および横方向の構造をしている。トーションビームによって懸架された平らなプレートのようなプルーフ・マスを備えたシーソー型構造を用いる設計のものもある。構造は、一般に、非対称の形状をしていて、一方の側部の方が他方の側部よりも大きな質量を有するようになっている。この結果、トーションバー軸からオフセットされた重心が得られることになる。加速度による力がトーションバー軸のまわりでモーメントを生じると、プレートは自由に回転することが可能となり、この回転はトーションバーのバネ定数によってのみ制約を受けることになる。
【０００５】
これらのタイプの加速度計の感度は加速度に対する偏向比率として画定される。この感度はプレートの質量と、重心からトーションバー軸までの距離と、トーションバー剛性とにより決定される。重心のオフセットを増加させるために、プレート構造は非対称の形状を有するように設計される。例えば、プレートの一方の側部の方がプレートの他方の側部よりも広い幅を有するようにしてもよく、あるいは、プレートの一方の側部の方が他方の側部よりも長い長さを有するようにしてもよい。しかし、上述した非対称の形成方法により、重心のオフセットを増加させるステップによって、結果としてプレートの総質量の増加が生じる可能性がある。これにより、共振周波数の減少と感度の低下へとつながることになる。そのため、非対称の形成による重心のオフセットの増加によって、静止検知素子と振り子式加速度検知プレートとの間の分離距離により画定される動的なＧレンジのいくらかの犠牲が結果として生じることが考えられる。重心のオフセットを増加させる別の方法は、振り子式検知プレートの一部を長くすることを含む。重心のオフセットはプレートの延伸部分の長さに比例する。しかし、プレートの一方の側部の延伸によって非平衡な気体の減衰が生じ、その結果として性能の低下が生じる可能性がある。気体の減衰は延伸したプレート部の穿孔により平衡状態にすることが可能であるが、このような穿孔も重心のオフセットを減少させ、それによって感度の低下が生じることになる。さらに、プレートの一方の側部の延伸は結果としてチップ全体のサイズの増加をもたらすことがある。
【０００６】
他の従来方式の構造は、プレートの延伸部分の下に設けたさらに深い空隙を利用して、平衡な気体の減衰を保持しながら、最大回転角を大きくするものであった。このような構造によって動的なＧレンジをある程度まで拡大することも可能である。しかし、プレートの延伸部分がチップ全体のサイズ寸法を増加させ、これは非平衡な気体の減衰を引き起こし、回転構造の共振周波数を下げ、その結果、加速度計の性能の低下を再び招くことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、平衡な気体の減衰および高い感度を保持しながら、チップ全体の最小サイズを与えることを可能にする容量性振り子式加速度計が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の利点は、以下の説明において記載され、以下の説明から明らかになる。本発明のさらなる利点は、本明細書に記載の説明および特許請求の範囲において、並びに、添付図面から特に指摘されるシステムによって実現され、達成される。
【０００９】
本明細書で具現化されているように、本発明の目的に従ってこれらの利点およびその他の利点を達成するために、本発明は振り子式容量性加速度計を含む。この加速度計によって非対称のプレート質量を有する対称のプレート領域が提供され、このプレート領域によって、平衡な気体の減衰と高い感度とを保持しながらチップ全体のサイズの縮小を行うことが可能となる。加速度計には、ほぼ平らな上面を有する基板と、ヒンジ軸を画定するために基板の上面において支持される中心アンカー部を有する検知プレートとが含まれる。検知プレートには、中心アンカー部の第１の側部に中実のプルーフ・マスと、中心アンカー部の第２の側部にほぼ中空のプルーフ・マスとが含まれる。中実のプルーフ・マスは、第１の電極素子が上に設けられた第１の下面を有し、そして、ほぼ中空のプルーフ・マスは第２の電極素子が上に設けられた第２の下面を有する。
【００１０】
プルーフ・マスの加速度に応じて基板の上面に対してヒンジ軸のまわりで回転するように上記検知プレートは取り付けられる。中実のプルーフ・マスの下にある基板の上面に配置された第１の電極部分は、中実のプルーフ・マスの下面において電極素子と相互に作用し、そして、中空のプルーフ・マスの下にある基板の上面に配置された第２の電極部分は、中空のプルーフ・マスの下面において電極素子と相互に作用する。
【００１１】
本発明の実施形態では、振り子式加速度計は、開ループ・モードで動作するように適合され、構成される。本実施形態では、加速度計は、ほぼ平らな上面を有する基板と、ヒンジ軸を画定するために基板の上面において支持される中心アンカー部を有する検知プレートとを含む。この検知プレートは、中心アンカー部の第１の側部にある中実のプルーフ・マスと、中心アンカー部の第２の側部にあるほぼ中空のプルーフ・マスとを画定する。中実のプルーフ・マスは第１の電極素子が上に設けられた第１の下面を含み、ほぼ中空のプルーフ・マスは第２の電極素子が上に設けられた第２の下面を含む。上記検知プレートは、プルーフ・マスの加速度に応じて基板の上面に対してヒンジ軸のまわりで回転するように取り付けられ、第１の電極部分は、中実のプルーフ・マスの下面において電極素子と相互に作用するように中実のプルーフ・マスの下にある基板の上面に配置される。第２の電極部分は、上記中空のプルーフ・マスの下にある基板の上面に配置され、この中空のプルーフ・マスの下面において電極素子と相互に作用する。加速度計が静止しているか、一定の速度で移動しているとき、検知プレートは基板に対してほぼ平行な基準位置に配置される。加速度計が加速されるにつれて、検知プレートは基準位置から変位され、基準位置からの検知プレートの変位の大きさに比例する差動容量性出力信号が生成される。
【００１２】
別の実施形態では、振り子式加速度計は、閉ループ・モードで動作するように適合され、構成される。本実施形態では、加速度計は、ほぼ平らな上面を有する基板と、ヒンジ軸を画定するために基板の上面において支持される中心アンカー部を有する検知プレートとを含む。この検知プレートは、中心アンカー部の第１の側部において中実のプルーフ・マスを画定し、そして、中心アンカー部の第２の側部においてほぼ中空のプルーフ・マスを画定する。中実のプルーフ・マスは第１の電極素子が上に設けられた第１の下面を含み、そして、ほぼ中空のプルーフ・マスは第２の電極素子が上に設けられた第２の下面を含む。この検知プレートは、プルーフ・マスの加速度に応じて、基板の上面に対してヒンジ軸のまわりで回転するように取り付けられる。中実のプルーフ・マスの下にある基板の上面に配置された第１の電極部分は、中実のプルーフ・マスの下面において電極素子と相互に作用する。第１の電極部分は第１の検知用電極と第１のフィードバック電極とを含む。第２の電極部分は、中空のプルーフ・マスの下にある基板の上面に配置されて、中空のプルーフ・マスの下面において電極素子と相互に作用する。第２の電極部分は第２の検知用電極と第２のフィードバック電極とを備える。第１および第２のフィードバック電極は、検知プレートを静電的に平衡状態にして、基板の上面に対してほぼ平行な基準位置に検知プレートを保持する。検知プレートを基準位置に保持するためにフィードバック電極によってかけられる力に比例する電子出力信号が生成される。
【００１３】
当業者であれば理解できるように、上述の一般的な説明および以下の詳細な説明は例示的な説明であり、そして、特許権を請求される本発明についての、さらなる説明を意図するものである。本発明の方法およびシステムを説明し、この方法およびシステムについてのさらなる理解を提供するために、本明細書の一部に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面が含まれている。説明と共に、これらの図面は本発明の原理を説明する役割を果たすものである。
【００１４】
本発明に関係する当業者が、過度の実験を行うことなく、振り子式加速度計を製造し、利用する方法を容易に理解できるように、以下の図を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について以下詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の振り子式加速度計の好ましい実施形態について詳述する。振り子式加速度計の例が添付図面に示されている。
【００１６】
説明と例示のため、加速度計の例示的な実施形態が図１および図２に示され、参照文字１０によって一般的に示されているが、これらの図は本発明を限定するものではない。
【００１７】
加速度計１０は検知プレート１２と基板１４とを含む。検知プレート１２はプレート１２の中心近くに配置された１つ以上のアンカー部１６によって基板１４に取り付けられる。アンカー部１６はヒンジ軸ｘを画定する。アンカー部１６によって検知プレート１２は基板１４に取り付けられ、検知プレート１２はヒンジ軸ｘのまわりに回転することが可能になる。
【００１８】
１つの例示的な実施形態では、基板１４はシリコンなどの半導体から製作される。別の例示的な実施形態では、基板１４は絶縁体構造の上にシリコンを備える（ＳＯＩ）。同様に、シリコンなどの半導体から検知プレート１２を製作することも可能である。
【００１９】
図１および図２に示されているように、検知プレート１２は、ヒンジ軸ｘの第１の側部に配置されたほぼ中空のプルーフ・マス２０と、ヒンジ軸ｘの第２の側部に配置された中実の側部プルーフ・マス２２とを含む。トーションバー１８は中実の側部プルーフ・マス２２および中空の側部プルーフ・マス２０をアンカー部１６に接続する。中実の側部プルーフ・マス２２の質量は中空の側部プルーフ・マス２０の質量よりも大きく、加速度が加速度計１０に印加されると、検知プレート１２はヒンジ軸ｘのまわりで回転できるようになる。検知プレート１２の外側周囲に基板１４の上面上に機械的ストッパ２１を形成して、高い衝撃条件下での過大応力からトーションバー１８を保護するようにしてもよい。
【００２０】
検知プレート１２には、中実の側部プルーフ・マス２２の下面に配置された電極２４と、中空の側部プルーフ・マス２０の下面に配置された電極２６も含まれる。１つの例示的な実施形態では、電極２４、２６は検知プレート１２の一部として一体に形成される。別の例示的な実施形態では、電極２４、２６は、中実の側部プルーフ・マス２２と中空の側部プルーフ・マス２０との下面にそれぞれ配置された別々の素子である。基板１４には、電極２４、２６の下にある基板１４のほぼ平らな上面上にそれぞれ配置された電極２８、３０も含まれる。第１の空隙３２が電極２８と２４との間に形成され、第２の空隙３４が電極２６と３０との間に形成される。したがって、加速度計１０は平行板コンデンサとして機能することになる。基板１４が加速されると、検知プレート１２はヒンジ軸ｘのまわりで回転し、この回転によって空隙３２と３４のサイズが変動し、静電容量が変えられることになる。静電容量の変化が測定され、加速度計１０によって、基板１４の加速度を表す測定可能な電気信号に検知プレート１２の動きを変換することが可能になる。１つの例示的な実施形態では、加速度計１０が過負荷状態になったとき、複数の突起部３１が電極２８、３０から上方へ延在して、検知プレート１２が電極２８、３０や基板１４に当たったり、密着しないようにする。突起部３１は、酸化膜材料から製作されることが好ましいが、別の好適な材料を用いることも可能である。検知プレート１２のいずれかの部分が電極２８、３０と基板１４とに衝撃を与えないように突起部３１を構成することが好ましい。
【００２１】
空気などの気体が検知プレート１２と基板１４との間の空隙３２、３４に捕捉される。空隙３２、３４が小さいために、気体減衰効果は電極２４、２６の表面積の差に対して非常に敏感になる。１つの例示的な実施形態では電極２４と電極２６とは、ほぼ同じ表面積を有する。電極２４と２６の面積が等しいため、気体の減衰効果の平衡が保たれる。電極２４、２６は、ほぼ同じ厚さｔも有するようにしてもよい。１つの例示的な実施形態では、電極２６は約２．０μｍ〜約１５μｍの厚さを有する。
【００２２】
図１および図２に示される実施形態では、検知プレート１２の各半分は、ほぼ同じサイズである。すなわち、中空の側部プルーフ・マス２０と中実の側部プルーフ・マス２２とはそれぞれほぼ同じ長さと幅とを有する。長さは、図１に例示のように、ヒンジ軸ｘから垂直方向に測定される検知プレート１２の各側部の横方向の長さＬとして画定される。幅は、図１に例示のように、ヒンジ軸ｘに対して平行方向に測定される幅Ｗとして画定される。図１および図２に示される例示的な実施形態では、中空の側部プルーフ・マス２０は、１以上の空洞部４０を形成するための、フロア部分３６から上方へ延在する側壁３８を備えたほぼ平らなフロア部分３６を含む。本実施形態では、側壁３８は、複数の矩形の空洞部４０を形成するためにほぼ直角に交差する少なくとも２つの壁を含む。１つの例示的な実施形態では、中空の側部プルーフ・マス２０は、フロア部分３６に対してほぼ垂直な側壁３８によって隔てられる４つの矩形の空洞部４０を含む。空洞部４０の他の形状およびサイズも本発明の範囲内である。例えば、空洞部４０は矩形、円形、あるいは楕円形の形状であってもよい。側壁３８はフロア部分３６に対してある角度で形成することができる。１つの例示的な実施形態では、側壁３８はフロア部分３６に対して５４．７°の角度で形成される。別の例示的な実施形態では、側壁３８はフロア部分３６に対してほぼ直角に形成される。中空の側部プルーフ・マス２０は、検知プレート１２の各側部の底面において等しい表面積を保持しながら重心オフセットを可能にし、これによって、平衡な気体の減衰が可能になる。検知プレート１２の厚さの調整および／または空洞部４０の深さの調整を行うことによって重心オフセットの調整を行うことが可能になる。検知プレート１２は２５μｍ〜３００μｍの厚さであることが好ましい。従来の加速度計におけるプルーフ・マスの厚さは通常約１０μｍである。検知プレート１２の厚さの増加によって、加速度計１０の感度を向上させることが可能になる。
【００２３】
中空の側部プルーフ・マス２０を有する検知プレート１２の共振周波数の方が従来のプルーフ・マスの共振周波数よりも高くなるため、検知プレート１２は、検知プレート１２と同じ寸法、静電容量、およびバネ定数を有する従来のプレートよりも高い共振周波数を示す。
【００２４】
加速度計１０は開ループ・モードまたは閉ループ・モードのいずれかのモードで動作するように構成することができる。開ループ・モードでは、線形性全体、帯域幅、およびダイナミック・レンジがセンサ構造によって制限される。しかし、加速度計１０の開ループ動作は本質的に安定しており、簡単なインタフェース回路を与えるものである。開ループ・モードでは、検知プレート１２は基板１４の上面に対してヒンジ軸ｘのまわりで回転する。基板１４が静止しているか、一定の速度で移動している場合、検知プレート１２は平衡状態にあるか、基準位置にある。この場合、検知プレート１２の底面は基板１４の上面に対してほぼ平行である。基板１４が加速されると、検知プレート１２の重心オフセットは、検知プレートを平衡状態の位置から変位させ、これが検知プレート１２と基板１４との上にある電極間における静電容量の変化を引き起こす。この静電容量の変化を測定し、電気信号として送出することができる。このようにして、検知プレート１２の変位の大きさに比例して電子出力信号が生成される。
【００２５】
図３および図４に示されているように、閉ループ・モードにおける動作に関連する振り子式加速度計の別の例示的な実施形態が参照文字５０によって一般的に示されている。この例示的な実施形態は、第１の例示的な実施形態と共通の多くの特徴を共有し、図面を通して同じ参照番号を用いて同じ特徴を意味するものとする。振り子式加速度計５０は、検知プレート１２を基板１４に取り付ける複数のアンカー部１６を備えた検知プレート１２を含む。基板１４の上面の電極は、検知用電極４２および力フィードバック電極４４を備える。
【００２６】
図４に示すように、検知用電極４２はヒンジ軸ｘの各側部に配置される。検知用電極４２は励起電極として動作して、刺激信号を受信する。１つのフィードバック電極４４をヒンジ軸ｘの各側部に配置した一対のフィードバック電極４４が動作して、検知素子１２を静電的に再び平衡状態にする。１つの例示的な実施形態では、フィードバック電極４４の方が検知用電極４２よりもヒンジ軸ｘの方へ近接して配置される。別の例示的な実施形態では、フィードバック電極４４の方を検知用電極４２よりもヒンジ軸ｘから離れて配置することができる。この構成により、利用可能なフィードバック力が最大化される。
【００２７】
上述し、かつ、図示したように、本発明の振り子式加速度計は、平衡な気体の減衰、高い性能、高い感度、高い線形性、および低いバイアス・ドリフトを含む、優れた特性を有する装置である。当業者には明らかなことであるが、添付の特許請求の範囲およびその均等物に記載のような本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の装置に対して種々の修正および変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従って構成される振り子式加速度計を示す平面図である。
【図２】図１の矢視線２−２に沿った本発明の振り子式加速度計を示す断面図である。
【図３】本発明に従って構成される振り子式加速度計の別の典型的な実施形態を示す斜視図である。
【図４】例示を容易にするために、基板から離間して設けられた検知プレートを備える、図３に示される振り子式加速度計の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  加速度計
１２  検知プレート
１４  基板
１６  アンカー部
２０  中空のプルーフ・マス
２２  中実のプルーフ・マス
ｘ    ヒンジ軸
【図１】
2009109494.tif 000003
【図２】
2009109494.tif 000004
【図３】
2009109494.tif 000005
【図４】
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【外国語明細書】
2009109494000001.pdf