CN107305215B

CN107305215B - 经由磁极片减少加速度计中的偏置

Info

Publication number: CN107305215B
Application number: CN201611121298.7A
Authority: CN
Inventors: P.W.德怀尔
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2036-12-08
Also published as: US10161956B2; EP3239724A1; US20170307653A1; JP2017198653A; CN107305215A; EP3239724B1

Abstract

一种加速度计包括上定子、下定子和设置在所述上定子与所述下定子之间的检验质量组件。所述上定子或者所述下定子中的至少一个包括激励环、联接至所述激励环的磁体以及联接至所述磁体的顶表面的非对称磁极片。所述非对称磁极片覆盖所述磁体的所述顶表面的至少一部分，以使得与所述上定子或者所述下定子中的所述至少一个相关联的磁通量中心与所述检验质量组件的质量中心对准。

Description

经由磁极片减少加速度计中的偏置

技术领域

本公开涉及加速度计。

背景技术

通过检测在惯性力下检验质量的位移，加速度计起到作用。加速度计组件可以，例如，通过电容拾取系统来检测检验质量的位移。在该示例中，电容器拾取板可以放置在检验质量的上表面上，并且相似的电容器拾取板可以放置在检验质量的下表面上。电容器板与上定子和下定子的向内面向表面协作以提供电容拾取系统。另外，力再平衡系统可以用于检测检验质量的位移，其中具有力再平衡线圈的线圈架安装在检验质量的任一侧上。力再平衡线圈与上定子和下定子中的永久磁体以及与适合的反馈电路协作以将检验质量保持在关于支撑结构的预定位置（即，零位置）处。可以基于关于电容器拾取板的电容变化或者力再平衡线圈中的电流增加来确定施加于加速度计组件的加速度以将检验质量维持在零位置中。

发明内容

在一个示例中，一种加速度计包括上定子、下定子和设置在上定子与下定子之间的检验质量组件。上定子或者下定子中的至少一个包括激励环、联接至激励环的磁体以及联接至磁体的顶表面的非对称磁极片。非对称磁极片覆盖磁体的顶表面的至少一部分，以使得与上定子或者下定子中的至少一个相关联的磁通量中心与检验质量组件的质量中心对准。

在另一示例中，一种方法包括形成加速度计的定子，其中，该定子包括激励环、磁体和非对称磁极片。形成该定子可以包括将磁体联接至激励环以及将非对称磁极片联接至磁体的顶表面。将非对称磁极片联接至磁体的顶表面包括使用非对称磁极片覆盖磁体的顶表面的至少一部分，以使得与上定子或者下定子中的至少一个相关联的磁通量中心与检验质量组件的质量中心对准。

本公开的一个或者多个示例的细节在附图和以下描述中提出。本公开的其它特征、目标和优点将自描述和附图及自权利要求书而变得明显。

附图说明

图1是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例加速度计的分解图的概念图。

图2A是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例检验质量组件的平面图的概念图。

图2B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例定子的平面图的概念图。

图3是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例加速度计的截面图的概念图。

图4A至图4B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件的概念图。

图5A至图5B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件的概念图。

图6是示出了用于形成根据本公开的一个或者多个方面的示例加速度计的示例技术的流程图。

具体实施方式

导航系统和定位系统依赖于加速度计的精度以执行操作。一些加速度计的精度可能受由物理或者热应变引起的滞后和偏置不稳定（例如，加速度计组件的物理结构的变化）限制。例如，偏置不稳定可以在加速度计的构造过程期间或者在加速度计的操作期间产生。加速度计可以包括联接至上定子和下定子的检验质量组件。可以将定子的外环（也称为激励环）制造为非对称的（例如，通过移除激励环中的切下部分）以将定子的磁通量中心与检验质量组件的质量中心对准。然而，通过移除激励环的一部分，激励环的顶表面可能不是平坦的，这可能导致当将定子夹紧到检验质量时检验质量弯曲。检验质量的弯曲可能产生与加速度不成正比的输出偏置，这可能产生加速度测量误差。

本公开描述一种包括定子的加速度计，该定子包括磁体和联接到磁体的非对称磁极片。相较现有加速度计，磁极片非对称可能导致定子的磁通量中心更好地与检验质量的质量中心对准。通过使用非对称磁极片而不是移除激励环的一部分，所描述技术可能使得激励环制造有相较一些激励环的顶表面更平坦的顶表面。通过产生激励环的更平坦顶表面，本文所公开的技术和装置可能减少加速度计的偏置，这可能使得加速度计更精确地确定加速度。

图1是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例加速度计2的分解图的概念图。在一些示例中，加速度计2（例如，力再平衡加速度计）包括上定子10、下定子30（例如，共同地，“上定子10和下定子30”）以及设置在上定子10与下定子30之间的检验质量组件20。在一些示例中，检验质量组件20可以包括检验质量22、支撑结构24以及柔性地将检验质量22连接到支撑结构24的第一弯曲部分28A和第二弯曲部分28B（共同地，“弯曲部分28”）。检验质量22可以包括上和下电容拾取板（pick-off plate）（仅上电容拾取板26示出于图1中）以及安装在检验质量22的主要表面上并且构造为与上定子10和下定子30相互作用的上和下力再平衡线圈（仅上力再平衡线圈27示出于图1中）。

检验质量组件20的支撑结构24可以提供检验质量22的结构支撑，并且帮助维持检验质量22与上定子10和下定子30之间的分离。在一些示例中，支撑结构24可以限定一平面，检验质量22和弯曲部分28位于该平面中。例如，支撑结构24可以呈平面环结构的形式，该平面环结构大体上包围检验质量22并且大体上将弯曲部分28和检验质量22维持在共同平面（例如，xy平面）中。尽管将支撑结构24示出为圆形形状，但预期支撑结构24可以为任何形状（例如，正方形、矩形、椭圆形等）并且可以或者可以不包围检验质量22。可以使用任何适合材料形成支撑结构24。在一些示例中，支撑结构24可以由熔融石英（SiO2）制成。在其它示例中，支撑结构24可以由硅材料制成。

支撑结构24可以包括诸如安装垫29A至29C（共同地，“安装垫29”）的位于支撑结构24上的各个位置处的一个或者多个安装垫。在一些示例中，可以将安装垫29升高，以使得当完全组装加速度计2时，安装垫29可以与上定子10和下定子30接触以将检验质量组件20与上定子10和下定子30分离并且提供检验质量组件20的安装支撑。安装垫29可以呈现任何形式或者形状，并且可以以任何数量存在。在一些示例中，安装垫29的高度可以限定上定子10和下定子30与检验质量22上的上和下电容拾取板（例如，上电容拾取板26）之间的电容隙。在一些示例中，安装垫29的高度可以在千分之一的一半英寸与千分之一英寸之间。在一些示例中，安装垫29可以在支撑结构24的两侧上。

在一些示例中，安装垫29可以构造为帮助减轻从上定子10和下定子30与检验质量组件20的支撑结构24之间的TEC不匹配产生的力和/或应变。例如，安装垫29可以构造为将检验质量组件20的机械分离部分与在加速度计2的构造期间引起的力和/或应变分离（例如，通过使用剖面图将安装垫29与支撑结构24机械分离）。在一些示例中，安装垫29可以将摩擦力提供给上定子10和下定子30及/或帮助防止定子在构造或者操作加速度计2期间的移位或者滑动。在一些示例中，安装垫29由熔融石英（SiO2）制成。在其它示例中，安装垫29由硅材料制成。

在一些示例中，支撑结构24还可以包括多个电气轨迹21A至21B（共同地，“电气轨迹21”）。在一些示例中，电气轨迹21可以形成在支撑结构24的单个表面（例如，上表面）上或者支撑结构24的多个表面（例如，上表面、下表面和侧面）上。电气轨迹21A和21B可以与对应的电气轨迹23A和23B（共同地，“电气轨迹23”）电子通信以传输电气信号。在一些示例中，电气轨迹21可以（例如，经由电气结合垫或者安装垫29）电连接至上定子10和下定子30以建立与加速度计2的包括额外电路的其它部件的电连接或者连接至安装加速度计2的其它装置。

可以使用任何适合导电材料来形成电气轨迹21。在一些示例中，可以选择电气轨迹21的成分以展示与支撑结构24的基底材料的良好热膨胀系数（TEC）兼容性并且展现相对低的电阻率。例如，电气轨迹21可以由涂镀金层的铬层形成。在这些示例中，铬层可以提供对支撑结构24的基底材料（例如，石英）的相对好附着，而金层提供低电阻率和用于建立其它电气连接（例如，焊线）的足够基底。可以使用任何适合技术来形成电气轨迹21。例如，可以遮蔽支撑结构24的部分以限定电气轨迹21，随后使用（例如）化学气相沉积、物理气相沉积（例如，电子束蒸发或者溅射）等沉积导电材料。

安装垫29可以构造为将检验组件20的部件和电路与加速度计2的包括额外电路的其它部件电连接。例如，电气轨迹21A和21B可以分别沉积在安装垫29A和29B的一部分上。当上定子10和下定子30安装至检验质量组件20的相对侧时，电气轨迹21可以通过安装垫29上的接触点建立与上定子10和下定子30的电连接。

检验质量组件20还包括检验质量22，检验质量22可以包括一个或者多个电容拾取板（例如，上电容拾取板26）以及安装在检验质量22的上表面和/或下表面上的一个或者多个力再平衡线圈（例如，上力再平衡线圈27）。虽然本公开描述了加速度计关于上电容拾取板26和上力再平衡线圈27的操作，但这些描述可以同样适用于下电容拾取板和下力再平衡线圈、上和下电容拾取板和下力再平衡线圈的组合的使用。本公开还预期由于加速度导致的测量检验质量22的偏转的其它方式。

在一些示例中，上电容拾取板26和上力再平衡线圈27可以构造为与上定子10相互作用以测量施加至加速度计2的加速度。例如，在操作期间，当将加速度施加至加速度计2时，检验质量22可以从零位置偏转，使得上电容拾取板26与上定子10的向内面向表面（例如，激励环40的顶表面42）之间的电容隙改变（例如，增大或者减小），从而导致电容测量发生变化。在一些示例中，电容的变化可以用于确定施加至加速度计2的加速度的量。另外或者替代地，加速度计2可以构造为基于电容变化将电流施加至上力再平衡线圈27，以使得结合上定子10的磁极片的上力再平衡线圈27充当伺服系统以将位置检验质量22维持在零位置处。在这些示例中，施加至上力再平衡线圈27以将检验质量22维持在零的电流与施加至加速度计2的加速度的量成正比并且可以用于确定施加至加速度计2的加速度的量。

在一些示例中，上力再平衡线圈27可以附接至检验质量22的上表面或者下表面。上力再平衡线圈27可以，例如，由铜线圈形成，并且使用适合技术附接至检验质量22的对应表面中的一个。在一些示例中，上力再平衡线圈27可以包括提供线圈的额外支撑的线圈架（例如，阳极化铝架）。在这些示例中，线圈架可以使用例如柔性弹性体直接安装至检验质量22的表面。柔性弹性体可以帮助减轻线圈架与检验质量22的基底材料之间的可能的TEC不匹配。上力再平衡线圈27可以通过一个或者多个电气轨迹（例如，弯曲部分28B上的电气轨迹23B）电气连接至加速度计2的其它电子部件。

检验质量22还包括在检验质量22的上表面上形成的上电容拾取板26。在一些示例中，上电容拾取板26可以与上定子10的向内面向表面协作以提供电容拾取系统。上电容拾取板26可以通过一个或者多个电气轨迹（例如，弯曲部分28A上的电气轨迹23A）电气连接至加速度计2的其它电子部件。

可以使用任何适合技术来形成上电容拾取板26。例如，可以遮蔽检验质量22的部分以限定上电容拾取板26，随后使用（例如）化学气相沉积、物理气相沉积（例如，电子束蒸发或者溅射）等沉积导电材料。在一些示例中，上电容拾取板26可以包括在检验质量22的表面上形成的铬层、随后在铬层上形成的金层。在一些示例中，可以使用相同导电材料与电气轨迹21同时形成上电容拾取板26。在其它示例中，可以使用相同或者不同导电材料与电气轨迹21分离地形成上电容拾取板26。虽然将上电容拾取板26描绘为c形电容器拾取板，但预期上电容拾取板26可以呈构造为使用上定子10测量电容的任何适合形状的形式。

可以使用一个或者多个弯曲部分28将检验质量22柔性地连接至支撑结构24。在一些示例中，弯曲部分28可以支撑在支撑结构24内的检验质量22，并且使检验质量22关于由支撑结构24限定的平面移动。例如，弯曲部分28可以在径向方向上（例如，在x轴和y轴方向上）为刚硬的，并且在垂直方向上（例如，在z轴方向上）为柔性的，以使得由于加速度计2的加速度，弯曲部分28允许检验质量22在大体上与由支撑结构24限定的平面正交（例如，正交或者几乎正交）的方向上移动。

弯曲部分28可以由任何适合的基底材料形成。例如，弯曲部分28可以由熔融石英（SiO₂）制成。在其它示例中，弯曲部分28可以由硅材料制成。在一些示例中，可以使用与支撑结构24和检验质量22相同的基底材料形成弯曲部分28，以使得三个部件由整体材料（例如，单一结构）形成。例如，检验质量22、弯曲部分28和支撑结构24可以由相同硅材料或者熔融石英制成。在这些示例中，可以使用例如二氧化碳激光器或者酸浴来将限定检验质量组件20的检验质量22、弯曲部分28和支撑结构24的多个特征蚀刻到整体材料中以限定检验质量组件20的基底特征。例如，在一些示例中，检验质量22、弯曲部分28和支撑结构24的基底材料可以基本上由呈整体材料形式的熔融石英或者硅组成（例如，主要由熔融石英或者硅制成）。整体材料可以用光刻胶掩蔽覆盖以限定检验质量22、支撑结构24和弯曲部分28的各种特征，并且整体材料可以暴露于激光灯以使多余材料移除（例如，蒸发）并且形成检验质量22、支撑结构24和弯曲部分28的各种结构特征。在一些示例中，检验质量组件20的基底特征可以通过使用丝印乙烯基材料（silk screen vinyl material）或者硅橡胶材料掩蔽整体材料由整体材料形成，随后将整体材料浸没于酸浴中以蚀刻掉多余材料。

在一些示例中，弯曲部分28可以在限定检验质量22的运动的方向上为相对较薄（例如，相对于支撑结构24和检验质量22较薄）。在一些示例中，弯曲部分28可以限定在大体上与由支撑结构24限定的平面正交（例如，正交或者几乎正交）的方向上约0.25至约1毫米或者以英制单位大约0.001英寸至大约0.04英寸的厚度。

弯曲部分28A和28B可以包括一个或者多个对应的电气轨迹23A和23B，电气轨迹23A和23B构造为穿过检验组件20的弯曲部分28以及在检验质量22与支撑结构24的部件之间传输电气信号。在一些示例中，电气轨迹23可以形成在对应的一个或者多个弯曲部分28的单个表面（例如，上表面）上，或者可以形成在弯曲部分28的多个表面（例如，上表面和下表面）上。电气轨迹23可以充当电连接位于检验质量22上包括电路的部件（例如，上电容拾取板26）以及位于支撑结构24上的包括额外电路的其它部件（例如，电气轨迹21）的电桥。在一些示例中，可以使用与电气轨迹21类似的材料和技术来形成电气轨迹23。

在一些示例中，可以使用对应安装垫29中的一个或者多个来将上定子10和下定子30附接至（例如，夹紧至）检验质量组件20的相对侧。在一些示例中，可以使用护带（未示出）来将上定子10和下定子30固定至检验质量组件20。在这些示例中，护带可以由包围上定子10和下定子30外部的单个金属环状结构形成。可以使用例如环氧树脂来将护带固定至上定子10和下定子30，从而在上定子10和下定子30夹紧至检验质量组件20之后固定上定子10和下定子30。

在一些示例中，上定子10和下定子30可以各自包括激励环40、永久磁体50、磁极片60和气隙38。在一些示例中，激励环40可以大致为圆柱形的。如图3中更详细示出，在一些示例中，激励环40可以包括大致c形的截面。激励环40可以包括顶表面42、外表面44、底表面46和内表面48。激励环40可以由包括例如因瓦（invar）、超因瓦合金（super invar）等的任何适合材料制成。因瓦具有每摄氏度（℃）约百万分之（ppm）2的相对较低TEC，这可以改进上定子10和下定子30与用于形成检验质量组件20的基底材料（例如，TEC为约0.55 ppm/℃的熔融石英）之间的兼容性方面。在一些示例中，外表面44处的激励环40的直径可以为大约875个千分之一英寸（或者以公制单位为大约22.2 mm）。在一些示例中，内表面48处的激励环40的直径可以为大约441个千分之一英寸（大约11.2 mm）。在一些示例中，气隙38可以为大约35个千分之一英寸（大约0.900 mm）。在一些示例中，尺寸可以具有加或减一个千分之一英寸的误差范围。应理解，本文所描述的尺寸仅为示例，并且可以使用其它尺寸。还应理解，附图不必按比例绘制。

永久磁体50可以包括顶表面52、外表面54和底表面（图1中未示出）。永久磁体50的底表面可以联接至激励环40。例如，永久磁体50的底表面的至少一部分可以结合至激励环40。如图1中所示出，永久磁体可以为大致圆柱形的。在其它示例中，永久磁体可以为其它形状。在一些示例中，外表面54处的永久磁体50的直径可以为大约370个千分之一英寸（大约9.40 mm）。

磁极片60可以包括顶表面62、外表面64和底表面66。磁极片60可以联接至永久磁体50。例如，磁极片60的底表面66的至少一部分可以结合至永久磁体50的顶表面52。磁极片60将来自永久磁体50的磁通量偏转，以使得磁通量穿过气隙38行进至激励环40中并且返回至永久磁体50中。

在一些示例中，磁极片60在xy平面、yz平面和zx平面中的每一个中可以是对称的。仅出于示出目的，由永久磁体50的顶表面52限定xy平面。其它xy平面可以平行于由永久磁体50的顶表面52限定的xy平面。由于磁极片60在相应平面中的每一个中可以为对称的，因此在一些示例中，磁极片60均匀地覆盖永久磁体50。换言之，磁极片60在yz平面和zx平面中可以是对称的，以使得磁极片60具有均匀厚度，并且在xy平面中可以是对称的，以使得磁极片大体上覆盖永久磁体50的整个顶表面。在此示例中，激励环40可以是非对称的，以将由永久磁体50产生的磁通量中心与检验质量组件20的质量中心对准。在一些示例中，可以以使顶表面42尽可能平坦的尝试来研磨激励环40的顶表面42。然而，如果激励环40是非对称的，那么顶表面42可能不均匀研磨，以使得激励环40的顶表面42可能不平坦。

在一些示例中，磁极片60在一个或者多个平面中可以是非对称的，并且可以覆盖永久磁体50的顶表面52的至少一部分。例如，如图1所示出，磁极片60在yz平面和zx平面中可以是对称的（例如，可以具有均匀厚度），并且在特定xy平面（例如，与由永久磁体50的顶表面52限定的xy平面平行的xy平面）中可以是非对称的。例如，如图1所示出，磁极片60在yz平面和zx平面中可以具有均匀厚度，以使得磁极片60在yz平面和zx平面中是对称的。相反，如果与特定xy平面垂直的平面（例如，yz平面或者zx平面）将特定xy平面平分，那么磁极片60在特定xy平面中可以是非对称的，以使得在平分线的特定侧上的磁极片60的一部分不反映平分线的相对侧上的磁极片60的一部分。例如，如图1所示出，磁极片60可以包括沿外表面64的一部分的圆形边缘和沿外表面64的不同部分的平坦边缘。因此，如果yz平面将特定xy平面平分，那么磁极片60在特定xy平面中可以是非对称的，这是因为在平分线（yz平面）的一侧上的磁极片60的一部分包括沿外表面64的圆形边缘，并且在平分线的相对侧上的磁极片60的一部分包括沿外表面64的平坦边缘。

在一些示例中，磁极片60可以是非对称的，以使得磁极片60的外表面64不与永久磁体50的整个外表面54对准。当外表面54和外表面64彼此大体上齐平或者同一水平时，磁极片60的外表面64可以与永久磁体的外表面54对准。在一些示例中，磁极片60的外表面64可以包括与永久磁体50的外表面54对准的第一外表面部分68A，以及不与永久磁体50的外表面54对准的第二外表面部分68B。例如，如图1所示出，磁极片60的外表面64包括大体上与永久磁体的外表面54对准（例如，齐平或者同一水平）的圆形外表面68A，以及在永久磁体50的外表面54内部的平坦外表面68B（换言之，不与外表面54对准（例如，齐平或者同一水平）的平坦外表面68B）。虽然将磁极片60的第二外表面部分68B示出为平坦表面，但在一些示例中，第二外表面可以包括弯曲表面或者任何其它形状的表面。

在一些示例中，磁极片60可以覆盖永久磁体50的大体上所有顶表面52。在其它示例中，如图1所示出，磁极片60可以覆盖永久磁体50的顶表面52的仅一部分。例如，磁极片60可以覆盖永久磁体50的顶表面52的第一区域，并且可能不覆盖永久磁体50的顶表面52的第二区域。因此，如图1所示，永久磁体50的顶表面52的一部分可以保持未被磁极片60覆盖。

通过包括非对称磁极片，加速度计可以将磁通量中心与检验质量组件的质量中心对准，同时提高激励环40的对称性。如果激励环的表面更对称，那么研磨激励环可以产生激励环的更平坦顶表面。产生激励环的更平坦顶表面可以减少检验质量组件的变形量，这可以在将检验质量组件夹紧至上定子和下定子时发生。减少检验质量组件的变形可以减少加速度测量的误差，由此增加加速度计的精确度。

图2A是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例检验质量组件20的平面图的概念图。在一些示例中，图2A的检验质量组件20与图1的检验质量组件20对应。图2B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例定子的平面图的概念图。仅出于示出目的，将图2B的定子示出为下定子30，下定子30可以对应于图1的下定子30。例如，下定子30可以包括激励环40、永久磁体50和磁极片60。然而，在一些示例中，下定子30的描述还可以应用于上定子10。

在一些示例中，永久磁体50可以包括位置A至E。位置A、B、D和E可以表示永久磁体50的外表面54和顶表面52的交叉处的位置。相似地，位置C可以包括永久磁体50的顶表面52上的位置。应理解，位置A至E仅旨在将参考点提供给永久磁体50的顶表面52。在一些示例中，永久磁体50可以包括多个区域。例如，永久磁体可以包括由位置A、B和E包围的区域限定的第一区域58A，并且可以包括由位置A、B和D包围的区域限定的第二区域58B。

磁极片60可以是非对称磁极片，并且可以覆盖永久磁体50的顶表面52的至少一部分。例如，如图2B所示出，磁极片60在与由永久磁体50的顶表面52限定的xy平面平行的xy平面中可以是非对称的。例如，磁极片60可以覆盖永久磁体50的顶表面52的第一区域58A，并且可能不覆盖永久磁体50的顶表面52的第二区域58B。在一些示例中，永久磁体50的第一区域58A可以包括永久磁体50的后部区域59A和中间区域59B，并且第二区域58B可以包括永久磁体50的前向区域59C。例如，如图2B所示出，磁极片60可以覆盖永久磁体50的顶表面52A的后部区域59A和中间区域59B，并且可能不覆盖永久磁体50的前向区域59C。

在一些示例中，第一区域58A与第二区域58B之间的边界可以由在顶表面52与外表面54的交叉处的两个点之间的线限定。例如，位置A与位置B之间的线可以限定第一区域58A与第二区域58B之间的边界。应理解，位置A和B不必形成区域58A与区域58B之间的物理边界，更确切地说，第一区域58A与第二区域58B之间的边界可以仅用作对永久磁体50的区域58A和58B的参考。位置C可以表示由位置A和B形成的边界的中点，以使得位置C与位置D之间的线可以限定与由位置A和B限定的边界垂直的线。在一些示例中，如果永久磁体50的直径等于大约370个千分之一英寸（大约9.40 mm），那么位置C与位置D之间的距离可以等于大约50个千分之一英寸（大约1.27 mm）。在一些示例中，尺寸可以具有加或减一个千分之一英寸的误差范围。

在其它示例中，永久磁体50的第一区域58A与第二区域58B之间的边界可以由曲线或者其它几何结构限定。在一些示例中，第一区域58A可以包围第二区域58B。例如，第二区域58B可以包括由第一区域58A包围的形状（例如，矩形、椭圆形或者任何其它几何形状）。例如，磁极片60可以覆盖第一区域58A并且可以包括开口（例如，可以移除磁极片60的内部部分），以使得磁极片60不覆盖永久磁体50的第二区域58B。因此，磁极片60可以通过覆盖顶表面52的第一区域58A并且不覆盖顶表面52的第二区域58B非对称地覆盖xy平面中的永久磁体50。在一些示例中，通过磁极片60使永久磁体50的顶表面52的第二区域58B未覆盖可以使磁通量中心移动，以使得磁通量中心与检验质量组件20的质量中心对准。

在一些示例中，永久磁体50的顶表面52的第二区域58B可以相对于第一区域58A在弯曲部分28的近端。例如，图2A的检验质量组件20可以在与图2A和图2B相同的定向中堆叠在图2B的下定子30的顶部上，以使得弯曲部分28大约位于第二区域58B上方或者以使得弯曲部分28相比第一区域58A至少更接近（在y方向上）第二区域58B。换言之，弯曲部分28相比永久磁体50的顶表面的后部区域59A更接近（在y方向上）前向区域59C。

图3是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例加速度计2的截面图的概念图。如上文参考图1和图2A至图2B所描述的，加速度计2可以包括上定子10、检验质量组件20和下定子30。检验质量组件20可以包括经由一个或者多个弯曲部分（例如，弯曲部分28A）联接至支撑结构24的检验质量22。检验质量组件20还可以包括上和下力再平衡线圈27。

在一些示例中，上定子10和下定子30中的每一个可以各自包括激励环40、永久磁体50和磁极片60。每个永久磁体50的底表面56可以联接至对应的激励环40，并且每个磁极片60的每个底表面66可以联接至每个对应永久磁体50的对应的顶表面52。

仅为了方便示出，气隙38、激励环40的内表面48、永久磁体50的外表面54和底表面56以及磁极片60的底表面66仅关于上定子10标记。然而，如图3所示出，上定子10和下定子30可以是彼此的镜像，该下定子30还包括气隙38、激励环40的内表面48、永久磁体50的外表面54和底表面56以及磁极片60的底表面66。

磁极片60可以覆盖永久磁体50的顶表面52的第一区域58A，并且可以不覆盖永久磁体50的顶表面52的第二区域58B。在一些示例中，第二区域58B可以在弯曲部分28的近端（相对于第一区域58A），并且第一区域58A可以在弯曲部分28的远端（相对于第二区域58B）。换言之，磁极片60可以覆盖与弯曲部分28相对的永久磁体50的第一区域58A，并且接近弯曲部分28的永久磁体50的第二区域58B可以保持不由磁极片60覆盖。在一些示例中，使永久磁体50的第二区域58B不被覆盖可以使加速度计2将磁通量中心与检验质量组件的质量中心对准。例如，检验质量组件20可以包括在弯曲部分28的近端的相对较少质量和在弯曲部分28的远端的相对较多质量，这可以使检验质量组件的质量中心朝向检验质量组件20的远端位移。在一些示例中，由于磁极片60覆盖永久磁体50的第一区域58A并且不覆盖永久磁体50的第二区域58B，因此，磁极片60可以使磁通量中心远离弯曲部分28移动。因此，磁通量中心可以与检验质量组件的质量中心对准。

图4A至图4B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件400的概念图。图4A是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件400的侧视图的概念图。图4B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件400的俯视图的概念图。

磁体组件400可以包括永久磁体450和磁极片460，永久磁体450和磁极片460可以分别对应于图1至图3的永久磁体50和磁极片60。永久磁体450可以包括顶表面452，并且磁极片460可以包括顶表面462。在一些示例中，磁极片460在xy平面、yz平面和zx平面中可以是对称的。在一些示例中，永久磁体450和磁极片460可以为相同的一般形状。例如，如图4A所示出，永久磁体450和磁极片460是圆柱形的。在一些示例中，磁极片460的厚度可以是大体上均匀的。例如，如图4A所示，磁极片460的厚度在磁极片460的所有部分处是相同的。如图4A至图4B所示出，在一些示例中，磁极片460可以覆盖永久磁体450的顶表面452的第一区域，并且永久磁体的顶表面452的第二区域458B可以保持未被磁极片460覆盖。例如，第二区域458B相对于永久磁体450的顶表面452的第一区域可以在检验质量组件的至少一个弯曲部分的近端或者更接近检验质量组件的至少一个弯曲部分。在一些示例中，由于磁极片460仅覆盖永久磁体450的第一区域并且不覆盖在至少一个弯曲部分近端的第二区域458B，因此磁通量中心可以与检验质量组件的质量中心对准。

图5A至图5B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件500的概念图。图5A是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件500的侧视图的概念图。图5B是示出了根据本公开的一个或者多个方面的示例磁体组件500的俯视图的概念图。

磁体组件500可以包括永久磁体550和磁极片560，永久磁体550和磁极片560可以分别对应于图1至图3的永久磁体50和磁极片60。在一些示例中，永久磁体550包括顶表面552，并且磁极片560包括顶表面562。磁极片560可以联接至永久磁体550的顶表面552。

在一些示例中，磁极片560在至少一个平面中可以是非对称的。例如，如图5B所示出，磁极片560在yz平面和zx平面中可以是对称的，并且在xy平面中可以是非对称的。例如，磁极片560在xy平面中可以是非对称的，以使得磁极片560包括第一区域568A处的第一厚度和在第二区域568B处的第二厚度。例如，第一区域568A的厚度可以大于磁极片560的第二区域568B的厚度。例如，第二区域568B相对于第一区域568A可以在检验质量组件的至少一个弯曲部分的近端或者更接近检验质量组件的至少一个弯曲部分。在一些示例中，磁极片560的第一区域568A可以覆盖永久磁体550的第一区域558A，并且磁极片560的第二区域568B可以覆盖永久磁体550的第二区域558B。

在一些示例中，永久磁体550和磁极片560可以为不同形状。例如，如图5A所示出，永久磁体550可以是矩形棱柱（也称为长方体），并且磁极片560可以是三角形棱柱。在一些示例中，磁极片560可以大体上覆盖永久磁体550的整个顶表面552。例如，如图5B所示出，磁极片560覆盖永久磁体550的整个顶表面552，以使得从顶部不可见永久磁体550的顶表面552的部分。

图6是示出了用于形成根据本公开的加速度计的示例定子的示例技术的流程图。虽然关于图1至图3的加速度计2描述了图6中所示的技术，但在其它示例中，该技术可以用于形成包括不同构造的其它加速度计或者加速度计的部分，或者可以使用其它技术来形成本文所描述的加速度计或者加速度计的部分。

在一些示例中，形成定子（例如，上定子10和/或下定子30）包括将永久磁体50联接至激励环40（602）。例如，永久磁体50的底表面的至少一部分可以经由胶、粘合剂、环氧树脂等结合至激励环40。

在一些示例中，形成定子包括将非对称磁极片60联接至永久磁体50的顶表面52（604）。例如，磁极片60的底表面的至少一部分可以结合至永久磁体50的顶表面52。在一些示例中，可以将磁极片60在xy平面、yz平面和zx平面中的每一个中制造为对称的。可以将磁极片60联接至永久磁体50的顶表面52并且可以移除磁极片60的一部分，以使得磁极片60覆盖顶表面52的第一区域58A并且不覆盖永久磁体50的顶表面52的第二区域58B。在一些示例中，可以在将磁极片60联接至永久磁体50之前移除磁极片60的一部分，以使得当将磁极片60联接至永久磁体50时，磁极片60覆盖顶表面52的第一区域58A并且不覆盖永久磁体50的顶表面52的第二区域58B。在一些示例中，可以将磁极片60制造为非对称的，并且随后可以将磁极片60联接至永久磁体50的顶表面52的至少一部分。

在一些示例中，可以将上定子10和下定子30联接至检验质量组件20，以使得检验质量组件20位于上定子10与下定子30之间。可以将上定子10和下定子30联接至检验质量组件20，以使得可能不由非对称磁极片60覆盖的永久磁体50的顶表面52的第二区域58B（相对于第一区域58A）可以在检验质量组件20的弯曲部分28中的至少一个的近端。按照这种方式，由永久磁体50产生的磁通量中心可以与检验质量组件20的质量中心对准，而每个激励环40的顶表面42可以比其它激励环更平坦。通过使用具有更平坦顶表面42的激励环40，上定子10和下定子30不太可能使检验质量组件20的熔融石英变形，这可以减少由加速度计2产生的加速度测量的偏置。

本公开的技术可以在多个计算机装置中实施，该计算机装置包括集成电路（IC）或者IC集（例如，芯片集）的部分。任何部件、模块或者单元已描述提供成强调功能方面，并且不必需要通过不同硬件单元来实现。本文所描述的技术还可以在硬件、软件、固件或者其任何组合中实施。描述为模块、单元或者部件的任何特征可以在集成逻辑装置中一起实施或者单独地作为离散但可互相操作的逻辑装置。在一些情况下，各种特征可以实施为集成电路装置，诸如集成电路芯片或者芯片集。此外，实际上可以高度集成上文已描述为单独的或者离散的部件。

已描述各种示例。这些示例和其它示例在所附权利要求书的范围内。

Claims

1.一种加速度计，所述加速度计包括：

上定子和下定子；以及

检验质量组件，所述检验质量组件设置在所述上定子与所述下定子之间，所述检验质量组件包括检验质量、支撑结构和连接检验质量和支撑结构的至少一个弯曲部分，

其中，所述上定子或者所述下定子中的至少一个包括：

激励环；

磁体，所述磁体联接至所述激励环，所述磁体包括顶表面和与顶表面相对的底表面，所述磁体的底表面与顶表面相比更接近所述激励环；以及

非对称磁极片，所述非对称磁极片联接至所述磁体的顶表面，其中，所述非对称磁极片关于穿过所述磁体的顶表面的中心的直线是非对称的，并且与所述磁体的顶表面共面，

其中，所述非对称磁极片覆盖所述磁体的所述顶表面的第一区域并且未覆盖所述磁体的所述顶表面的第二区域，其中，所述磁体的顶表面的第二区域比所述磁体的顶表面的第一区域更靠近所述至少一个弯曲部分。

2.根据权利要求1所述的加速度计，其中，磁极片的厚度为大体上均匀的。

3.根据权利要求1所述的加速度计，其中，所述磁体的顶表面的所述第一区域包围所述磁体的顶表面的所述第二区域。

4.根据权利要求1所述的加速度计，其中：

第一位置由所述磁体的顶表面和磁体的外表面的第一交叉限定；

第二位置由所述磁体的顶表面和磁体的外表面的第二交叉限定；

第三位置由所述磁体的顶表面与磁体的外表面的第三交叉限定；

所述磁体的所述顶表面的所述第一区域与所述磁体的所述顶表面的所述第二区域之间的边界由所述第一位置与所述第二位置之间的第一直线限定；

所述磁体的所述顶表面上的第三位置和所述第一直线的中点限定与第一直线垂直的第二直线；

所述磁体的直径为370个千分之一英寸；以及

第三位置和所述第一直线的中点之间的距离为50个千分之一英寸。

5.根据权利要求1所述的加速度计，其中，所述非对称磁极片的第一区域由第一厚度限定；并且所述非对称磁极片的第二区域由与第一厚度不同的第二厚度限定。

6.根据权利要求5所述的加速度计，其中：

所述非对称磁极片的第二区域比所述非对称磁极片的第一区域更接近所述至少一个弯曲部分，以及

所述第一厚度大于所述第二厚度。

7.一种构造加速度计的方法，所述方法包括：

形成用于加速度计的定子，其中所述定子包括激励环、磁体以及非对称磁极片，其中，形成所述定子包括：

将所述磁体的底表面联接至所述激励环；

将所述非对称磁极片联接至所述磁体的顶表面，所述底表面与所述顶表面相对，使得所述非对称磁极片覆盖所述磁体的所述顶表面的第一部分，并且未覆盖所述磁体的所述顶表面的第二区域，并且使得所述非对称磁极片关于穿过所述磁体的顶表面的中心的直线是非对称的，并且与所述磁体的顶表面共面；以及

将检验质量组件联接至所述定子，使得所述磁体的顶表面的第二区域比所述磁体的顶表面的第一区域更靠近所述检验质量组件的至少一个弯曲部分。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，磁极片的厚度为大体上均匀的。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述磁体的顶表面的所述第一区域包围所述磁体的顶表面的所述第二区域。

10.根据权利要求7所述的方法，其中：

所述第三位置和所述第一直线的中点限定与所述第一直线垂直的第二直线；

所述磁体的直径为370个千分之一英寸；以及

11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述非对称磁极片的第一区域由第一厚度限定；并且所述非对称磁极片的第二区域由与第一厚度不同的第二厚度限定。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

所述检验质量组件包括至少一个弯曲部分，

所述第一厚度大于所述第二厚度。