CN100510754C - 悬浮式反磁敏感质量微型加速度计 - Google Patents

Abstract

一种微机电技术领域悬浮式反磁敏感质量微型加速度计。本发明由上定子，转子和下定子构成，通过对永磁材料制备的上、下定子公共电容极板结构的四个扇形区以及上、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板充磁，同时采用反磁材料制作转子基片，提供了一种相比传统静电悬浮省去了提供悬浮静电电极、线圈或电容极板等静电悬浮控制单元，且改为采用永磁材料和反磁材料相结合实现自稳悬浮的新型悬浮式反磁敏感质量微型加速度计。它可以同时检测包括沿X、Y、Z轴的线加速度以及绕X、Y轴角加速度等多个自由度的加速度，进而可以用来对物体进行精确定位，用于检测加速度信号或导航。

Description

悬浮式反磁敏感质量微型加速度计

技术领域

本发明涉及的是一种微机电技术领域的微型加速度计，具体是一种悬浮式反磁敏感质量微型加速度计。

背景技术

随着MEMS技术的发展，惯性传感器件在过去的几年中成为最成功，应用最广泛的微机电系统器件之一，而微加速度计(microaccelerometer)作为重要的惯性传感器件，一直是国内外研究热点。其中，悬浮式微加速度计相比非悬浮式的微加速度计由于消除了由于制造工艺以及机械连接支撑所带来的热噪声对于支撑刚度的影响，理论上可以获得极高的分辨率。加速度计结合陀螺仪(用来测角速度)，就可以对物体进行精确定位，用于导航，最成功的应用就是汽车工业领域，汽车的防撞气囊就是利用加速度计来控制的典型例子。

经对现有技术的文献检索发现，Takao MURAKOSHI等人在《Jpn.J.Appl.Phys.》(Vol.42.2003，2468-2472页)上发表“Electrostatically LevitatedRing-Shaped Rotational-Gyro/Accelerometer”，该文中提出一种盘形转子静电悬浮微陀螺/微加速度计。其不足之处在于：需要提供悬浮电极和径向控制电极，工艺相对复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种悬浮式反磁敏感质量微型加速度计。相比传统静电悬浮省去了提供悬浮静电电极、线圈或电容极板等静电悬浮控制单元，且改为采用永磁材料和反磁材料相结合实现自稳悬浮的新型悬浮式反磁敏感质量微型加速度计，使其采用悬浮式反磁敏感质量块，依靠上、下定子对反磁转子提供平衡重力的悬浮力和侧向稳定力，实现自稳定悬浮，工艺更加简单，并可以同时检测包括沿X、Y、Z轴的三轴线加速度以及绕X、Y轴二轴角加速度。

本发明是通过以下技术方案来实现。本发明微型加速度计整体采用的是三层结构，由上定子、转子和下定子三部分构成。上定子和下定子通过上定子的电气导通凹槽与下定子的接线铜柱的键合来实现电气和机械连接，转子悬浮在空腔中，采用盘形形状，同时在转子中间反磁材料层的上、下表面分别覆盖Ti层，使三者形成夹层结构。

上定子和下定子结构相似，采用的衬底均为铁氧体，形状都是方形。

上定子主要结构有：上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板以及上定子公共电容极板结构，二者位于同一平面即上定子引线层之上，平面几何中心分布的是上定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板。除主要结构外，上定子还包括：电气导通凹槽、上定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板、弧形限位铜柱、上定子铁氧体衬底、上定子绝缘Al₂O₃层，以及上定子引线层。各组成结构之间的主要位置关系是：电气导通凹槽、上定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板以及弧形限位铜柱，位于上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板、上定子公共电容极板结构所在同一平面即上定子引线层之上，平面几何中心分布的是上定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板，第二、第三个同心圆周上分别依次均匀分布着上定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板以及弧形限位铜柱；在弧形限位铜柱往外，在上定子的四条边各自的平行方向上，电气导通凹槽呈直线排布。

下定子主要结构有：下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板以及下定子公共电容极板结构，二者位于同一平面即下定子引线层之上，平面几何中心分布的是下定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板。除主要结构外，下定子还包括：引线电极、接线铜柱、弧形限位铜柱，下定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板、下定子铁氧体衬底、下定子绝缘Al₂O₃层，以及下定子引线层。各组成结构之间的主要位置关系是：引线电极、接线铜柱、弧形限位铜柱以及下定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板，位于下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板、下定子公共电容极板结构所在同一平面即下定子引线层之上，平面几何中心分布的是下定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板，第二、第三个同心圆周上分别依次均匀分布着下定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板以及弧形限位铜柱；在弧形限位铜柱往外，在下定子的四条边各自的平行方向上，接线铜柱呈直线排布；在接线铜柱往外，在下定子的四条边各自的平行方向上，引线电极呈直线排布。

在上述结构中，上定子公共电容极板结构和下定子公共电容极板结构均包括一个中心区和四个扇形区，上、下定子公共电容极板结构的四个扇形区以及上、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板采用的是永磁材料。转子则采用反磁材料制作其基片，即转子中间反磁材料层。

本发明悬浮式反磁敏感质量微型加速度计：通过上定子的电气导通凹槽与下定子的接线铜柱的PbSn焊实现键合，同时对上、下定子公共电容极板结构的四个扇形区以及上、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板充磁，使相应的电容极板形成N-S一一对应的磁极极性相反的关系。它们之间的吸引力使得上定子和下定子的键合更加紧密。

本发明的转子悬浮：转子与上定子和下定子之间的相互作用力即抗磁力为悬浮反磁定子提供了Z向悬浮力，同时也为转子提供沿X、Y轴方向的侧向稳定力，进而转子实现了在上定子和下定子间的自稳定悬浮。

本发明的信号检测：采用差分电容结构，将电容极板按所需的检测功能分成若干组，悬浮式反磁敏感质量微型加速度计在工作时，对各组差分电容施加不同频率或多组频率的高频载波信号，并采用公共电容耦合输出至后续检测和控制电路，这样就得到各线加速度和角加速度对应的电压信号，通过对电压信号的处理，最终得到加速度信号，确定加速度计受到加速度，并施加反馈控制使转子始终保持在自稳悬浮的平衡位置。

本发明解决了现有技术的不足，采用悬浮式反磁敏感质量块，依靠上、下定子对反磁转子提供平衡重力的悬浮力和侧向稳定力，实现自稳定悬浮，相比传统静电悬浮省去了提供悬浮静电电极、线圈或电容极板等静电悬浮控制单元，工艺更加简单。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图

图2为本发明上定子结构示意图

图3为本发明下定子结构示意图

图4为本发明转子结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1，本实施例采用的是三层结构，由上定子120，转子122和下定子121构成。上定子120和下定子121通过键合实现电气和机械连接，并形成空腔，转子122则放置在此空腔内。

如图2，上定子120包括：第一号电气导通凹槽1、第二号电气导通凹槽2、第三号电气导通凹槽3、第四号电气导通凹槽4、第五号电气导通凹槽5、第六号电气导通凹槽6、第七号电气导通凹槽7、第八号电气导通凹槽8、第九号电气导通凹槽9、第十号电气导通凹槽10、第十一号电气导通凹槽11、第十二号电气导通凹槽12、第十三号电气导通凹槽13、第十四号电气导通凹槽14、第十五号电气导通凹槽15、第十六号电气导通凹槽16、第十七号电气导通凹槽17，上定子检测X轴方向线加速度的右上第一号电容极板18、上定子检测X轴方向线加速度的右上第二号电容极板19，上定子检测Y轴方向线加速度的右下第一号电容极板20、上定子检测Y轴方向线加速度的右下第二号电容极板21，上定子检测X轴方向线加速度的左下第一号电容极板22、上定子检测X轴方向线加速度的左下第二号电容极板23，上定子检测Y轴方向线加速度的左上第一号电容极板24、上定子检测Y轴方向线加速度的左上第二号电容极板25，上定子左上弧形限位铜柱26，上定子右上弧形限位铜柱27，上定子右下弧形限位铜柱28，上定子左下弧形限位铜柱29，上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37，上定子公共电容极板中心区38，上定子铁氧体衬底39，上定子绝缘Al₂O₃层40，上定子引线层41，上定子公共电容极板左上N区123，上定子公共电容极板右上S区124，上定子公共电容极板右下N区125，上定子公共电容极板左下S区126。其连接关系为：上定子绝缘Al₂O₃层40设置在上定子铁氧体衬底39之上，上定子引线层41设置在上定子绝缘Al₂O₃层40之上；上定子公共电容极板中心区38设置在在上定子引线层41之上且位于上定子引线层41的几何中心，在上定子公共电容极板中心区38外围设置有上定子公共电容极板左上N区123、上定子公共电容极板右上S区124、上定子公共电容极板右下N区125和上定子公共电容极板左下S区126，它们在以上定子公共电容极板中心区38的中心为圆心的圆周上均匀排布，且与上定子公共电容极板中心区38相连接；在上定子公共电容极板左上N区123、上定子公共电容极板右上S区124、上定子公共电容极板右下N区125和上定子公共电容极板左下S区126外围，以上定子公共电容极板中心区38的中心为圆心的圆周上，按顺时针依次均匀分布着上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37，它们构成位于以上定子公共电容极板中心区38的中心为圆心的第一个同心圆上的电容极板结构，称之为上定子第一同心圆上的电容极板结构；位于上定子第一同心圆上的电容极板结构的外围，以上定子公共电容极板中心区38的中心为圆心的圆周上，按顺时针依次均匀分布着上定子检测X轴方向线加速度的右上第一号电容极板18、上定子检测X轴方向线加速度的右上第二号电容极板19，上定子检测Y轴方向线加速度的右下第一号电容极板20、上定子检测Y轴方向线加速度的右下第二号电容极板21，上定子检测X轴方向线加速度的左下第一号电容极板22、上定子检测X轴方向线加速度的左下第二号电容极板23，上定子检测Y轴方向线加速度的左上第一号电容极板24、上定子检测Y轴方向线加速度的左上第二号电容极板25，它们构成位于以上定子公共电容极板中心区38的中心为圆心的第二个同心圆上的电容极板结构，称之为上定子第二同心圆上的电容极板结构；位于上定子第二同心圆上的电容极板结构的外围，以上定子公共电容极板中心区38的中心为圆心的圆周上，按顺时针依次均匀分布着上定子左上弧形限位铜柱26，上定子右上弧形限位铜柱27，上定子右下弧形限位铜柱28，上定子左下弧形限位铜柱29，它们构成位于以上定子公共电容极板中心区38的中心为圆心的第三个同心圆上的限位铜柱结构，称之为上定子第三同心圆上的限位铜柱结构，且上定子左上弧形限位铜柱26和上定子右下弧形限位铜柱28在对角方向上，上定子右上弧形限位铜柱27和上定子左下弧形限位铜柱29在对角方向上；位于上定子第三同心圆上的限位铜柱结构的外围，第一号电气导通凹槽1、第二号电气导通凹槽2、第三号电气导通凹槽3、第四号电气导通凹槽4位于右上角且呈直线排布，第五号电气导通凹槽5、第六号电气导通凹槽6、第七号电气导通凹槽7、第八号电气导通凹槽8位于右下角且呈直线排布，第九号电气导通凹槽9、第十号电气导通凹槽10、第十一号电气导通凹槽11、第十二号电气导通凹槽12、第十三号电气导通凹槽13位于左下角且呈直线排布，第十四号电气导通凹槽14、第十五号电气导通凹槽15、第十六号电气导通凹槽16、第十七号电气导通凹槽17位于左上角且呈直线排布。上定子公共电容极板左上N区123、上定子公共电容极板右上S区124、上定子公共电容极板右下N区125、上定子公共电容极板左下S区126，上定子第一同心圆上的电容极板结构和上定子第二同心圆上的电容极板结构高度相同，且略低于上定子第三同心圆上的限位铜柱结构，所有电气导通凹槽的高度亦低于位于上定子第三同心圆上的限位铜柱结构。

如图3，下定子121包括：下定子左上第一号引线电极42、下定子左上第二号引线电极43、下定子左上第三号引线电极44、下定子左上第四号引线电极45、下定子左上第五号引线电极46、下定子左上第六号引线电极47、下定子左上第七号引线电极48、下定子左上第八号引线电极49、下定子左上第九号引线电极50、下定子右上第一号引线电极51、下定子右上第二号引线电极52、下定子右上第三号引线电极53、下定子右上第四号引线电极54、下定子右上第五号引线电极55、下定子右上第六号引线电极56、下定子右上第七号引线电极57、下定子右上第八号引线电极58、下定子右下第一号引线电极59、下定子右下第二号引线电极60、下定子右下第三号引线电极61、下定子右下第四号引线电极62、下定子右下第五号引线电极63、下定子右下第六号引线电极64、下定子右下第七号引线电极65、下定子右下第八号引线电极66、下定子右下第九号引线电极67、下定子左下第一号引线电极68、下定子左下第二号引线电极69、下定子左下第三号引线电极70、下定子左下第四号引线电极71、下定子左下第五号引线电极72、下定子左下第六号引线电极73、下定子左下第七号引线电极74、下定子左下第八号引线电极75，左上第一号接线铜柱76、左上第二号接线铜柱77、左上第三号接线铜柱78、左上第四号接线铜柱79、左上第五号接线铜柱80、右上第一号接线铜柱81、右上第二号接线铜柱82、右上第三号接线铜柱83、右上第四号接线铜柱84、右下第一号接线铜柱85、右下第二号接线铜柱86、右下第三号接线铜柱87、右下第四号接线铜柱88、左下第一号接线铜柱89、左下第二号接线铜柱90、左下第三号接线铜柱91、左下第四号接线铜柱92，下定子左下弧形限位铜柱93，下定子左上弧形限位铜柱94，下定子右上弧形限位铜柱95，下定子右下弧形限位铜柱96，下定子检测Y轴方向线加速度的左下第一号电容极板97、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第二号电容极板98，下定子检测X轴方向线加速度的左上第一号电容极板99、下定子检测X轴方向线加速度的左上第二号电容极板100，下定子检测Y轴方向线加速度的右上第一号电容极板101、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第二号电容极板102，下定子检测X轴方向线加速度的右下第一号电容极板103、下定子检测X轴方向线加速度的右下第二号电容极板104、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112，下定子公共电容极板中心区113，下定子铁氧体衬底114，下定子绝缘Al₂O₃层115，下定子引线层116，下定子公共电容极板左上N区127，下定子公共电容极板右上S区128，下定子公共电容极板右下N区129，下定子公共电容极板左下S区130。其连接关系为：下定子绝缘Al₂O₃层115设置在下定子铁氧体衬底114之上，下定子引线层116设置在下定子绝缘Al₂O₃层115之上；下定子公共电容极板中心区113设置在下定子引线层116之上且位于下定子引线层116的几何中心，在下定子公共电容极板中心区113外围设置有下定子公共电容极板左上N区127、下定子公共电容极板右上S区128、下定子公共电容极板右下N区129和下定子公共电容极板左下S区130，它们在以下定子公共电容极板中心区113的中心为圆心的圆周上均匀排布，且与下定子公共电容极板中心区113相连接；在下定子公共电容极板左上N区127、下定子公共电容极板右上S区128、下定子公共电容极板右下N区129和下定子公共电容极板左下S区130外围，以下定子公共电容极板中心区113的中心为圆心的圆周上，按顺时针依次均匀分布着下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112，它们构成位于以下定子公共电容极板中心区113的中心为圆心的第一个同心圆上的电容极板结构，称之为下定子第一同心圆上的电容极板结构；位于下定子第一同心圆上的电容极板结构的外围，以下定子公共电容极板中心区113的中心为圆心的圆周上，按顺时针依次均匀分布着下定子检测Y轴方向线加速度的左下第一号电容极板97、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第二号电容极板98，下定子检测X轴方向线加速度的左上第一号电容极板99、下定子检测X轴方向线加速度的左上第二号电容极板100，下定子检测Y轴方向线加速度的右上第一号电容极板101、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第二号电容极板102，下定子检测X轴方向线加速度的右下第一号电容极板103、下定子检测X轴方向线加速度的右下第二号电容极板104，它们构成位于以下定子公共电容极板中心区113的中心为圆心的第二个同心圆上的电容极板结构，称之为下定子第二同心圆上的电容极板结构；位于下定子第二同心圆上的电容极板结构的外围，以下定子公共电容极板中心区113的中心为圆心的圆周上，按顺时针依次均匀分布着下定子左下弧形限位铜柱93，下定子左上弧形限位铜柱94，下定子右上弧形限位铜柱95，下定子右下弧形限位铜柱96，它们构成位于以下定子公共电容极板中心区113的中心为圆心的第三个同心圆上的限位铜柱结构，称之为下定子第三同心圆上的限位铜柱结构，且下定子左下弧形限位铜柱93和下定子右上弧形限位铜柱95在对角方向上，下定子左上弧形限位铜柱94和下定子右下弧形限位铜柱96在对角方向上；位于下定子第三同心圆上的限位铜柱结构的外围，左上第一号接线铜柱76、左上第二号接线铜柱77、左上第三号接线铜柱78、左上第四号接线铜柱79、左上第五号接线铜柱80位于左上角且呈直线排布，右上第一号接线铜柱81、右上第二号接线铜柱82、右上第三号接线铜柱83、右上第四号接线铜柱84位于右上角且呈直线排布，右下第一号接线铜柱85、右下第二号接线铜柱86、右下第三号接线铜柱87、右下第四号接线铜柱88位于右下角且呈直线排布，左下第一号接线铜柱89、左下第二号接线铜柱90、左下第三号接线铜柱91、左下第四号接线铜柱92位于左下角且呈直线排布；接线铜柱外围对应边的平行方向上，下定子左上第一号引线电极42、下定子左上第二号引线电极43、下定子左上第三号引线电极44、下定子左上第四号引线电极45、下定子左上第五号引线电极46、下定子左上第六号引线电极47、下定子左上第七号引线电极48、下定子左上第八号引线电极49、下定子左上第九号引线电极50位于左上角且呈直线排布，下定子右上第一号引线电极51、下定子右上第二号引线电极52、下定子右上第三号引线电极53、下定子右上第四号引线电极54、下定子右上第五号引线电极55、下定子右上第六号引线电极56、下定子右上第七号引线电极57、下定子右上第八号引线电极58位于右上角且呈直线排布，下定子右下第一号引线电极59、下定子右下第二号引线电极60、下定子右下第三号引线电极61、下定子右下第四号引线电极62、下定子右下第五号引线电极63、下定子右下第六号引线电极64、下定子右下第七号引线电极65、下定子右下第八号引线电极66、下定子右下第九号引线电极67位于右下角且呈直线排布，下定子左下第一号引线电极68、下定子左下第二号引线电极69、下定子左下第三号引线电极70、下定子左下第四号引线电极71、下定子左下第五号引线电极72、下定子左下第六号引线电极73、下定子左下第七号引线电极74、下定子左下第八号引线电极75位于左下角且呈直线排布。下定子公共电容极板左上N区127、下定子公共电容极板右上S区128、下定子公共电容极板右下N区129、下定子公共电容极板左下S区130，下定子第一同心圆上的电容极板结构和下定子第一同心圆上的电容极板结构高度相同，且略低于下定子第三同心圆上的限位铜柱结构，下定子第三同心圆上的限位铜柱结构外围的所有接线铜柱高于下定子第三同心圆上的限位铜柱结构且高度最高，所有引线电极的高度亦低于下定子第三同心圆上的限位铜柱结构且高度最低。

如图4，转子122包括：转子上表面Ti层117，转子中间反磁材料层118，转子下表面Ti层119；其连接关系为：转子上表面Ti层117和转子下表面Ti层119分别覆盖在转子中间反磁材料层118的上下表面，形成夹层结构。转子半径与下定子第一同心圆上的电容极板结构的外半径相等。

如图1、2、3，具体装配时，上定子120与下定子121的连接关系为：上定子120的上定子左上弧形限位铜柱26，上定子右上弧形限位铜柱27，上定子右下弧形限位铜柱28，上定子左下弧形限位铜柱29分别与下定子2的下定子左上弧形限位铜柱94，下定子右上弧形限位铜柱95，下定子右下弧形限位铜柱96，下定子左下弧形限位铜柱93一一对准并键合；下定子2的左上第一号接线铜柱76、左上第二号接线铜柱77、左上第三号接线铜柱78、左上第四号接线铜柱79、左上第五号接线铜柱80、右上第一号接线铜柱81、右上第二号接线铜柱82、右上第三号接线铜柱83、右上第四号接线铜柱84、右下第一号接线铜柱85、右下第二号接线铜柱86、右下第三号接线铜柱87、右下第四号接线铜柱88、左下第一号接线铜柱89、左下第二号接线铜柱90、左下第三号接线铜柱91、左下第四号接线铜柱92沿顺时针分别插入上定子120一一对应的第十三号电气导通凹槽13、第十四号电气导通凹槽14、第十五号电气导通凹槽15、第十六号电气导通凹槽16、第十七号电气导通凹槽17、第一号电气导通凹槽1、第二号电气导通凹槽2、第三号电气导通凹槽3、第四号电气导通凹槽4、第五号电气导通凹槽5、第六号电气导通凹槽6、第七号电气导通凹槽7、第八号电气导通凹槽8、第九号电气导通凹槽9、第十号电气导通凹槽10、第十一号电气导通凹槽11、第十二号电气导通凹槽12，并采用共晶铅锡焊工艺完成键合，由此，上定子120和下定子121实现了电气和机械连接，并形成空腔，转子119则放置在此空腔内；而上定子120的第一号电气导通凹槽1、第二号电气导通凹槽2、第三号电气导通凹槽3、第四号电气导通凹槽4、第五号电气导通凹槽5、第六号电气导通凹槽6、第七号电气导通凹槽7、第八号电气导通凹槽8、第九号电气导通凹槽9、第十号电气导通凹槽10、第十一号电气导通凹槽11、第十二号电气导通凹槽12、第十三号电气导通凹槽13、第十四号电气导通凹槽14、第十五号电气导通凹槽15、第十六号电气导通凹槽16、第十七号电气导通凹槽17通过上定子引线层41分别与，上定子检测X轴方向线加速度的右上第一号电容极板18、上定子检测X轴方向线加速度的右上第二号电容极板19，上定子检测Y轴方向线加速度的右下第一号电容极板20、上定子检测Y轴方向线加速度的右下第二号电容极板21，上定子检测X轴方向线加速度的左下第一号电容极板22、上定子检测X轴方向线加速度的左下第二号电容极板23，上定子检测Y轴方向线加速度的左上第一号电容极板24、上定子检测Y轴方向线加速度的左上第二号电容极板25，上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37，上定子公共电容极板中心区38相连；下定子121的下定子左上第一号引线电极42、下定子左上第二号引线电极43、下定子左上第三号引线电极44、下定子左上第四号引线电极45、下定子左上第五号引线电极46、下定子左上第六号引线电极47、下定子左上第七号引线电极48、下定子左上第八号引线电极49、下定子左上第九号引线电极50、下定子右上第一号引线电极51、下定子右上第二号引线电极52、下定子右上第三号引线电极53、下定子右上第四号引线电极54、下定子右上第五号引线电极55、下定子右上第六号引线电极56、下定子右上第七号引线电极57、下定子右上第八号引线电极58、下定子右下第一号引线电极59、下定子右下第二号引线电极60、下定子右下第三号引线电极61、下定子右下第四号引线电极62、下定子右下第五号引线电极63、下定子右下第六号引线电极64、下定子右下第七号引线电极65、下定子右下第八号引线电极66、下定子右下第九号引线电极67、下定子左下第一号引线电极68、下定子左下第二号引线电极69、下定子左下第三号引线电极70、下定子左下第四号引线电极71、下定子左下第五号引线电极72、下定子左下第六号引线电极73、下定子左下第七号引线电极74、下定子左下第八号引线电极75通过下定子引线层116分别与左上第一号接线铜柱76、左上第二号接线铜柱77、左上第三号接线铜柱78、左上第四号接线铜柱79、左上第五号接线铜柱80、右上第一号接线铜柱81、右上第二号接线铜柱82、右上第三号接线铜柱83、右上第四号接线铜柱84、右下第一号接线铜柱85、右下第二号接线铜柱86、右下第三号接线铜柱87、右下第四号接线铜柱88、左下第一号接线铜柱89、左下第二号接线铜柱90、左下第三号接线铜柱91、左下第四号接线铜柱92，下定子检测Y轴方向线加速度的左下第一号电容极板97、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第二号电容极板98，下定子检测X轴方向线加速度的左上第一号电容极板99、下定子检测X轴方向线加速度的左上第二号电容极板100，下定子检测Y轴方向线加速度的右上第一号电容极板101、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第二号电容极板102，下定子检测X轴方向线加速度的右下第一号电容极板103、下定子检测X轴方向线加速度的右下第二号电容极板104，下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110，下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112，下定子公共电容极板中心区113相连；上定子120和下定子121的电气通路则是通过下定子121的左上第一号接线铜柱76、左上第二号接线铜柱77、左上第三号接线铜柱78、左上第四号接线铜柱79、左上第五号接线铜柱80、右上第一号接线铜柱81、右上第二号接线铜柱82、右上第三号接线铜柱83、右上第四号接线铜柱84、右下第一号接线铜柱85、右下第二号接线铜柱86、右下第三号接线铜柱87、右下第四号接线铜柱88、左下第一号接线铜柱89、左下第二号接线铜柱90、左下第三号接线铜柱91、左下第四号接线铜柱92与上定子120的第十三号电气导通凹槽13、第十四号电气导通凹槽14、第十五号电气导通凹槽15、第十六号电气导通凹槽16、第十七号电气导通凹槽17、一号电气导通凹槽1、第二号电气导通凹槽2、第三号电气导通凹槽3、第四号电气导通凹槽4、第五号电气导通凹槽5、第六号电气导通凹槽6、第七号电气导通凹槽7、第八号电气导通凹槽8、第九号电气导通凹槽9、第十号电气导通凹槽10、第十一号电气导通凹槽11、第十二号电气导通凹槽12一一对应地键合构成，至此完成整个加速度的电气连接，在实际微细加工中，可根据版图需要，对电气连接布局作适当调整。

本实施例的信号检测采用差分电容结构，电容极板在上、下定子上的形状和分布相同，它们包括位于上定子公共电容极板中心区38，上定子公共电容极板左上N区123，上定子公共电容极板右上S区124，上定子公共电容极板右下N区125，上定子公共电容极板左下S区126构成的上定子公共电容极板结构，以及下定子公共电容极板中心区113，下定子公共电容极板左上N区127，下定子公共电容极板右上S区128，下定子公共电容极板右下N区129，下定子公共电容极板左下S区130构成的下定子公共电容极板结构；用于检测沿Z轴线位移和绕X、Y轴角位移的16块扇形电容极板，即：上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37，以及下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112；用于检测沿X、Y轴线位移的16块扇形电容极板，即：上定子检测X轴方向线加速度的右上第一号电容极板18、上定子检测X轴方向线加速度的右上第二号电容极板19，上定子检测Y轴方向线加速度的右下第一号电容极板20、上定子检测Y轴方向线加速度的右下第二号电容极板21，上定子检测X轴方向线加速度的左下第一号电容极板22、上定子检测X轴方向线加速度的左下第二号电容极板23，上定子检测Y轴方向线加速度的左上第一号电容极板24、上定子检测Y轴方向线加速度的左上第二号电容极板25，以及下定子检测Y轴方向线加速度的左下第一号电容极板97、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第二号电容极板98，下定子检测X轴方向线加速度的左上第一号电容极板99、下定子检测X轴方向线加速度的左上第二号电容极板100，下定子检测Y轴方向线加速度的右上第一号电容极板101、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第二号电容极板102，下定子检测X轴方向线加速度的右下第一号电容极板103、下定子检测X轴方向线加速度的右下第二号电容极板104。悬浮式反磁敏感质量微型加速度计在工作时，对各组差分电容施加不同频率或多组频率的高频载波信号，并采用公共电容耦合输出至后续检测和控制电路，这样就得到各线加速度和角加速度对应的电压信号，通过对电压信号的处理，最终得到加速度信号，确定加速度计受到加速度，并施加反馈控制使转子始终保持在自稳悬浮的平衡位置。参考各电容极板的作用及加速度计的电气连接关系给出具体实现方式如下：

一、检测Z轴方向线加速度：通过下定子左上第一号引线电极42、下定子左上第二号引线电极43、下定子左上第三号引线电极44、下定子左上第四号引线电极45、下定子左上第五号引线电极46、下定子右上第六号引线电极56、下定子右上第七号引线电极57、下定子右上第八号引线电极58分别在上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37上施加幅值为Vz，频率为fz的高频载波信号，通过下定子右下第九号引线电极67、下定子左下第一号引线电极68、下定子左下第二号引线电极69、下定子左下第三号引线电极70、下定子左下第四号引线电极71、下定子左下第五号引线电极72、下定子左下第六号引线电极73、下定子左下第七号引线电极74在下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112施加幅值为-Vz，频率为fz的高频载波信号，当外界有沿Z轴方向线加速度输入时，定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37，转子122，下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112，三者之间沿Z轴方向形成差分电容，加速度计在开环工作时，通过后续线路检测，由高频载波电压信号便可能到相应的Z轴方向线加速度值，闭环工作时，根据检测结果和需要，在上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37，以及下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112分别施加幅值相等、极性相反的直流电压，将转子122控制在初始平衡位置；

二、检测X轴方向线加速度：通过下定子左上第九号引线电极50、下定子左上第八号引线电极49、下定子右下第三号引线电极61、下定子右下第四号引线电极62在上定子检测X轴方向线加速度的左下第一号电容极板22、上定子检测X轴方向线加速度的左下第二号电容极板23和下定子检测X轴方向线加速度的左上第一号电容极板99、下定子检测X轴方向线加速度的左上第二号电容极板100上施加幅值为Vx，频率为fx的高频载波信号，通过下定子右上第四号引线电极54、下定子右上第三号引线电极53、下定子右下第七号引线电极65、下定子右下第八号引线电极66在上定子检测X轴方向线加速度的右上第一号电容极板18、上定子检测X轴方向线加速度的右上第二号电容极板19和下定子检测X轴方向线加速度的右下第一号电容极板103、下定子检测X轴方向线加速度的右下第二号电容极板104上施加幅值为-Vx，频率为fx的高频载波信号，当有外界沿X轴方向线加速度输入时，上定子检测X轴方向线加速度的左下第一号电容极板22和上定子检测X轴方向线加速度的左下第二号电容极板23、转子122、下定子检测X轴方向线加速度的左上第一号电容极板99和下定子检测X轴方向线加速度的左上第二号电容极板100三者形成的电容与上定子检测X轴方向线加速度的右上第一号电容极板18和上定子检测X轴方向线加速度的右上第二号电容极板19、转子122、下定子检测X轴方向线加速度的右下第一号电容极板103和下定子检测X轴方向线加速度的右下第二号电容极板104三者形成的电容构成差分电容，同样，加速度计在开环工作时，通过后续线路检测，由高频载波电压信号便可能到相应的X轴方向线加速度值，闭环工作时，根据检测结果和需要，在上定子检测X轴方向线加速度的左下第一号电容极板22、上定子检测X轴方向线加速度的左下第二号电容极板23、下定子检测X轴方向线加速度的左上第一号电容极板99、下定子检测X轴方向线加速度的左上第二号电容极板100上，以及上定子检测X轴方向线加速度的右上第一号电容极板18、上定子检测X轴方向线加速度的右上第二号电容极板19、下定子检测X轴方向线加速度的右下第一号电容极板103、下定子检测X轴方向线加速度的右下第二号电容极板104分别施加幅值相等、极性相反的直流电压，将转子122控制在初始平衡位置；

三、检测Y轴方向线加速度：通过下定子左上第七号引线电极48、下定子左上第六号引线电极47、下定子右下第五号引线电极63、下定子右下第六号引线电极64在上定子检测Y轴方向线加速度的左上第一号电容极板24、上定子检测Y轴方向线加速度的左上第二号电容极板25和下定子检测Y轴方向线加速度的右上第一号电容极板101、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第二号电容极板102上施加幅值为Vy，频率为fy的高频载波信号，通过下定子右上第二号引线电极52、下定子右上第一号引线电极51、下定子右下第一号引线电极59、下定子右下第二号引线电极60在上定子检测Y轴方向线加速度的右下第一号电容极板20、上定子检测Y轴方向线加速度的右下第二号电容极板21和下定子检测Y轴方向线加速度的左下第一号电容极板97、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第二号电容极板98上施加幅值为-Vy，频率为fy的高频载波信号，当有外界沿Y轴方向线加速度输入时，上定子检测Y轴方向线加速度的左上第一号电容极板24和上定子检测Y轴方向线加速度的左上第二号电容极板25、转子122、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第一号电容极板101和下定子检测Y轴方向线加速度的右上第二号电容极板102三者形成的电容与上定子检测Y轴方向线加速度的右下第一号电容极板20和上定子检测Y轴方向线加速度的右下第二号电容极板21、转子122、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第一号电容极板97和下定子检测Y轴方向线加速度的左下第二号电容极板98三者形成的电容构成差分电容，同样，加速度计在开环工作时，通过后续线路检测，由高频载波电压信号便可能到相应的Y轴方向线加速度值，闭环工作时，根据检测结果和需要，上定子检测Y轴方向线加速度的左上第一号电容极板24、上定子检测Y轴方向线加速度的左上第二号电容极板25、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第一号电容极板101、下定子检测Y轴方向线加速度的右上第二号电容极板102上，以及上定子检测Y轴方向线加速度的右下第一号电容极板20、上定子检测Y轴方向线加速度的右下第二号电容极板21、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第一号电容极板97、下定子检测Y轴方向线加速度的左下第二号电容极板98上分别施加幅值相等、极性相反的直流电压，将转子122控制在初始平衡位置；

四、检测绕X轴的角加速度：通过下定子右下第九号引线电极67、下定子左下第三号引线电极70给下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111施加幅值为V1，频率为f1的高频载波信号、通过下定子左下第一号引线电极68、下定子左下第二号引线电极69给下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112施加幅值为-V1，频率为f1的高频载波信号，通过下定子左上第三号引线电极44、下定子右上第六号引线电极56给上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37施加幅值为V1，频率为f1的高频载波信号，通过下定子左上第二号引线电极43、下定子右上第七号引线电极57给上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36施加幅值为-V1，频率为f1的高频载波信号，当外界有绕X轴的角加速度输入时，下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108和下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、转子122、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32和上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37三者之间形成的电容，与下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板107和下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板112、转子122、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33和上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36三者形成的电容构成差分电容，同样，加速度计在开环工作时，通过后续线路检测，由高频载波电压信号便可能到相应的绕X轴方向角加速度值，闭环工作时，根据检测结果和需要，下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37，和下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36分别施加幅值相等、极性相反的直流电压，将转子122控制在初始平衡位置；

五、检测绕Y轴的角加速度：通过下定子左下第四号引线电极71、下定子左下第七号引线电极74给下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110施加幅值为V2，频率为f2的高频载波信号；通过下定子左下第五号引线电极72、下定子左下第六号引线电极73给下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109施加幅值为-V2，频率为f2的高频载波信号；通过下定子左上第四号引线电极45、下定子左上第一号引线电极42给上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34施加幅值为V2，频率为f2的高频载波信号；通过下定子左上第五号引线电极46、下定子右上第八号引线电极58给上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35施加幅值为-V2，频率为f2的高频载波信号，当外界有绕Y轴的角加速度输入时，下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105和下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、转子122、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31和上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34三者之间形成的电容，与下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106和下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、转子122、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30和上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35三者形成的电容构成差分电容，同样，加速度计在开环工作时，通过后续线路检测，由高频载波电压信号便可能到相应的绕Y轴方向角加速度值，闭环工作时，根据检测结果和需要，下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34，和下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35分别施加幅值相等、极性相反的直流电压，将转子122控制在初始平衡位置；由于采用的差分电容检测及其后续处理电路均为常见的变电容检测电路，这一部分不是本专利要保护的内容，所以关于采用的差分电容检测及其后续处理电路本专利未作详细介绍。

本实施例的转子122采用反磁材料制作其基片，形状是盘形，上定子120和下定子121的衬底为铁氧体，形状是方形。同时对上定子公共电容极板左上N区123、上定子公共电容极板右上S区124、上定子公共电容极板右下N区125、上定子公共电容极板左下S区126、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37、以及下定子公共电容极板左上N区127、下定子公共电容极板右上S区128、下定子公共电容极板右下N区129、下定子公共电容极板左下S区130、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112进行充磁，使上定子公共电容极板左上N区123、上定子公共电容极板右下N区125、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35朝向上定子120外方向，即组装后正对转子122的方向的面为N极磁性，使上定子公共电容极板右上S区124、上定子公共电容极板左下S区126、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37朝向上定子120外方向，即组装后正对转子122的方向的面为S极磁性，以及使下定子公共电容极板左上N区127、下定子公共电容极板右下N区129、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112朝向下定子121外方向，即组装后正对转子122的方向的面为N极磁性，使下定子公共电容极板右上S区128、下定子公共电容极板左下S区130、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110朝向下定子121外方向，即组装后正对转子122的方向的面为S极磁性；由此，上定子公共电容极板左上N区123，上定子公共电容极板右上S区124，上定子公共电容极板右下N区125，上定子公共电容极板左下S区126、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第一号电容极板30、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左上第二号电容极板31、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第一号电容极板32、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右上第二号电容极板33、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第一号电容极板34、上定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右下第二号电容极板35、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第一号电容极板36、上定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左下第二号电容极板37；分别与：下定子公共电容极板左下S区130，下定子公共电容极板右下N区129，下定子公共电容极板右上S区128，下定子公共电容极板左上N区127、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第二号电容极板106、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的左下第一号电容极板105、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第二号电容极板112、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的右下第一号电容极板111、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第二号电容极板110、下定子检测Z轴方向线加速度和绕Y轴的角加速度的右上第一号电容极板109、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第二号电容极板108、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X轴的角加速度的左上第一号电容极板107形成一一对应的磁极极性相反的关系。它们之间的吸引力使得上定子120和下定子121的键合更加紧密。转子122与上定子120和下定子121之间的相互作用力即抗磁力为悬浮反磁定子提供了Z向悬浮力，同时也为转子122提供沿X、Y轴方向的侧向稳定力，进而转子122实现了在上定子120和下定子121间的自稳定悬浮。

本实施例的工艺采用微细加工技术(MEMS工艺)与精密加工相结合，具体是：首先是上定子120和下定子121采用微细加工技术实现，在铁氧体衬底上通过溅射工艺溅射一层绝缘Al₂O₃层，之后再上面制作一层引线，然后在引线层上制备电容极板、引线电极、接线铜柱、弧形限位铜柱等；上、下定子公共电容极板结构的四个扇形区以及上、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板采用永磁材料，如钴镍锰磷(CoNiMnP)、钕铁硼(NdFeB)，其他电容极板材料采用的是铜，引线电极的材料采用的是金，接线铜柱和弧形限位铜柱的材料则是采用铜；转子122则是先在基片即转子中间反磁材料层的两表面溅射T1，然后经微细电火花加工得到，基片采用的是反磁材料，如热解石墨(Pyrolyticgraphite)，最终将转子放入上定子120和下定子121构成的空腔，并通过PbSn焊键合工艺得到悬浮式反磁敏感质量微型加速度计。

Claims (6)

1.一种悬浮式反磁敏感质量微型加速度计，由上定子、转子和下定子三部分构成，其特征在于：上定子上设有上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板以及上定子公共电容极板结构，二者位于同一平面即上定子引线层之上，平面几何中心分布的是上定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板；转子则采用反磁材料制作其基片，即转子中间反磁材料层；下定子上设有下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板以及下定子公共电容极板结构，二者位于同一平面即下定子引线层之上，平面几何中心分布的是下定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板；在上述结构中，上定子公共电容极板结构和下定子公共电容极板结构均包括一个中心区和四个扇形区。

2.根据权利要求1所述的悬浮式反磁敏感质量微型加速度计，其特征是，所述的上定子还包括：电气导通凹槽、上定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板、弧形限位铜柱、上定子铁氧体衬底、上定子绝缘Al₂O₃层，以及上定子引线层；其中：电气导通凹槽、上定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板以及弧形限位铜柱，位于上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板、上定子公共电容极板结构所在同一平面即上定子引线层之上，平面几何中心分布的是上定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着上定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板，第二、第三个同心圆周上分别依次均匀分布着上定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板以及弧形限位铜柱；在弧形限位铜柱往外，在上定子的四条边各自的平行方向上，电气导通凹槽呈直线排布。

3.根据权利要求1所述的悬浮式反磁敏感质量微型加速度计，其特征是，所述下定子还包括：引线电极、接线铜柱、弧形限位铜柱，下定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板、下定子铁氧体衬底、下定子绝缘Al₂O₃层，以及下定子引线层；其中：引线电极、接线铜柱、弧形限位铜柱以及下定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板，位于下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板、下定子公共电容极板结构所在同一平面即下定子引线层之上，平面几何中心分布的是下定子公共电容极板结构，在以平面几何中心为圆心的由内往外的三个同心圆周上，第一个同心圆周上均匀分布着下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板，第二、第三个同心圆周上分别依次均匀分布着下定子检测X轴方向和Y轴方向线加速度的电容极板以及弧形限位铜柱；在弧形限位铜柱往外，在下定子的四条边各自的平行方向上，接线铜柱呈直线排布；在接线铜柱往外，在下定子的四条边各自的平行方向上，引线电极呈直线排布。

4.根据权利要求1所述的悬浮式反磁敏感质量微型加速度计，其特征是，所述的上定子和下定子是通过上定子的电气导通凹槽与下定子的接线铜柱的键合来实现电气和机械连接，并形成空腔，转子悬浮在空腔中，采用盘形形状，同时在转子中间反磁材料层的上、下表面分别覆盖Ti层，使三者形成夹层结构。

5.根据权利要求1或4所述的悬浮式反磁敏感质量微型加速度计，其特征是，所述的上定子和下定子，采用的衬底均为铁氧体，形状都是方形。

6.根据权利要求1所述的悬浮式反磁敏感质量微型加速度计，其特征是，所述的上定子和下定子公共电容极板结构的四个扇形区以及上、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板采用的是永磁材料，对上、下定子公共电容极板结构的四个扇形区以及上、下定子检测Z轴方向线加速度和绕X、Y轴的角加速度的电容极板充磁，使相应的电容极板形成N-S一一对应的磁极极性相反的关系。

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