CN107782913A - 一种三轴电容式加速度计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三轴电容式加速度计，可以通过第一类检测区域和第二类检测区域的位置判断i轴方向的加速度的方向；由于所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，对所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和与所有第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和求差值，以消除质量块沿m轴或n轴的加速度的输入对i轴方向加速度的影响，通过对该差值进行推导即可得出i轴方向的加速度大小，共享一个质量块有利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。

Description

一种三轴电容式加速度计
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，更为具体的说，涉及一种三轴电容式加速度计。
背景技术
基于微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical-System)加工制作的微型加速计因其体积小、成本低、集成性好、性能优良等诸多优点已在工业，医疗，民用，军事等非常广泛的领域得到了越来越多的应用。目前，在各类移动终端、相机、游戏手柄、导航仪等产品的应用中，在一定程度上，已经成为标准配置。在研制过程中，电容式，电阻式，压电式作为检测加速度的方式是主要应用的机理，其中，电容式加速度计因其结构简单，成本低廉，并可在低频范围内拥有较高的灵敏度和线性度等优势，成为最为流行的一类加速度计。但是，现有的三轴电容式加速度计一般都包括有多个质量块，以分别对应不同轴向的检测区域，而质量块的占用面积和重量都较大，不利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种三轴电容式加速度计，所有检测区域的不同轴向的电容检测电极均共享一个质量块，大大减小了三轴电容式加速度计的面积和重量，有利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种三轴电容式加速度计，包括：
一质量块和多个检测区域；
所述检测区域均包括有组成X轴电容检测电极的第一可动电极和第一固定电极、组成Y轴电容检测电极的第二可动电极和与第二固定电极、以及组成Z轴电容检测电极的第三可动电极和第三固定电极，所述第一可动电极、第二可动电极和第三可动电极均与所述质量块固定连接；
其中，当所述质量块有加速度输入时，所有所述检测区域分为第一类检测区域和第二类检测区域，所述第一类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而增大，所述第二类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而减小；
以及，所有所述第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿所述m轴或所述n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，其中，当i为X时，m为Y，n为Z；或者，当i为Y时，m为X，n为Z；或者，当i为Z时，m为X，n为Y。
优选的，包括4个检测区域为第一检测区域至第四检测区域、支撑柱、第一弹性梁和第二弹性梁；
所述第一检测区域至第四检测区域呈田字形设置，且所述第三检测区域设置于所述第一检测区域和质量块之间，所述第四检测区域设置于所述第二检测区域和质量块之间；
所述支撑柱设置于所述田字形中心；
所述第一弹性梁的一端固定于所述支撑柱，所述第一弹性梁的另一端固定于所述第一检测区域和第三检测区域之间、且与所述第一检测区域和第三检测区域的第一可动电极至第三可动电极均固定连接；
所述第二弹性梁的一端固定于所述支撑柱，所述第二弹性梁的另一端固定于所述第二检测区域和第四检测区域之间、且与所述第二检测区域和第四检测区域的第一可动电极至第三可动电极均固定连接。
优选的，所述第一检测区域和第三检测区域的第一可动电极至第三可动电极均通过一第一连接部与所述质量块固定连接；
以及，所述第二检测区域和第四检测区域的第一可动电极至第三可动电极均通过一第二连接部与所述质量块固定连接；
其中，所述第一弹性梁的另一端与所述第一连接部固定连接，所述第二弹性梁的另一端与所述第二连接部固定连接。
优选的，位于所述第一检测区域至第三检测区域之间，所述第一连接部具有背向所述支撑柱一侧延伸的第一凹槽，所述第一弹性梁的另一端与所述第一凹槽背离所述支撑柱的端部固定连接；
以及，位于所述第二检测区域至第四检测区域之间，所述第二连接部具有背向所述支撑柱一侧延伸的第二凹槽，所述第二弹性梁的另一端与所述第二凹槽背离所述支撑柱的端部固定连接。
优选的，所述X轴电容检测电极、Y轴电容检测电极和Z轴电容检测电极均为梳齿电容电极。
优选的，所述Y轴电容检测电极和Z轴电容检测电极沿所述Y轴方向排列，且所述Y轴电容检测电极位于靠近所述支撑柱一侧，所述Z轴电容检测电极位于远离所述支撑柱一侧；
以及，所述Y轴电容检测电极和Z轴电容检测电极均位于所述X轴电容检测电极与相应所述连接部沿所述Y轴方向的延伸部分之间。
优选的，所述第一可动电极的梳齿和第一固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域和第二检测区域的第一可动电极的梳齿位于远离所述质量块的一侧；
所述第三检测区域和第四检测区域的第一可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧。
优选的，所述第二可动电极的梳齿和第二固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域和第二检测区域的第二可动电极的梳齿位于远离所述质量块的一侧；
所述第三检测区域和第四检测区域的第二可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧。
优选的，所述第三可动电极的梳齿和第三固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域和第二检测区域的第三可动电极的梳齿位于远离所述质量块的一侧；
所述第三检测区域和第四检测区域的第三可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧；
其中，所述第三可动电极的梳齿在所述Z轴方向具有高低差。
优选的，所述第三可动电极的梳齿在所述Z轴方向上的高度大于所述第三固定电极的梳齿，且所述第一检测区域和第四检测区域的第三可动电极的梳齿和第三固定电极的梳齿的底部齐平，所述第二检测区域和第三检测区域的第三可动电极的梳齿和第三固定电极的梳齿的顶部齐平。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供了一种三轴电容式加速度计，包括：一质量块和多个检测区域；所述检测区域均包括有组成X轴电容检测电极的第一可动电极和第一固定电极、组成Y轴电容检测电极的第二可动电极和与第二固定电极、以及组成Z轴电容检测电极的第三可动电极和第三固定电极，所述第一可动电极、第二可动电极和第三可动电极均与所述质量块固定连接；其中，当所述质量块有加速度输入时，所有所述检测区域分为第一类检测区域和第二类检测区域，所述第一类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而增大，所述第二类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而减小；以及，所有所述第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿所述m轴或所述n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，其中，当i为X时，m为Y，n为Z；或者，当i为Y时，m为X，n为Z；或者，当i为Z时，m为X，n为Y。
由上述内容可知，在进行i轴方向的加速度分析时，可以通过第一类检测区域和第二类检测区域的位置判断i轴方向的加速度的方向；以及，由于所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，因此，对所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和与所有第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和求差值，以消除质量块沿m轴或n轴的加速度的输入对i轴方向加速度的影响，通过对该差值进行推导即可得出i轴方向的加速度大小。本发明提供的技术方案，所有检测区域的不同轴向的电容检测电极均共享一个质量块，大大减小了三轴电容式加速度计的面积和重量，有利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种三轴电容式加速度计的结构示意图；
图2为图1中所示三轴电容式加速度计的X轴电容式加速度计的结构示意图；
图3为图1中所示三轴电容式加速度计的Y轴电容式加速度计的结构示意图；
图4a为图1中所示三轴电容式加速度计的Z轴电容式加速度计的结构示意图；
图4b为图4a中沿AA’方向的切面图；
图4c为图4a中沿BB’方向的切面图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所述，现有的三轴电容式加速度计一般都包括有多个质量块，以分别对应不同轴向的检测区域，而质量块的占用面积和重量都较大，不利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。
基于此，本申请实施例提供了一种三轴电容式加速度计，所有检测区域的不同轴向的电容检测电极均共享一个质量块，大大减小了三轴电容式加速度计的面积和重量，有利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。
其中，本申请实施例提供了一种三轴电容式加速度计，包括：
一质量块和多个检测区域；
所述检测区域均包括有组成X轴电容检测电极的第一可动电极和第一固定电极、组成Y轴电容检测电极的第二可动电极和与第二固定电极、以及组成Z轴电容检测电极的第三可动电极和第三固定电极，所述第一可动电极、第二可动电极和第三可动电极均与所述质量块固定连接；
其中，当所述质量块有加速度输入时，所有所述检测区域分为第一类检测区域和第二类检测区域，所述第一类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而增大，所述第二类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而减小；
以及，所有所述第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿所述m轴或所述n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，其中，当i为X时，m为Y，n为Z；或者，当i为Y时，m为X，n为Z；或者，当i为Z时，m为X，n为Y。
由上述内容可知，在进行i轴方向的加速度分析时，可以通过第一类检测区域和第二类检测区域的位置判断i轴方向的加速度的方向；以及，由于所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，因此，对所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和与所有第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和求差值，以消除质量块沿m轴或n轴的加速度的输入对i轴方向加速度的影响，通过对该差值进行推导即可得出i轴方向的加速度大小。本申请实施例提供的技术方案，所有检测区域的不同轴向的电容检测电极均共享一个质量块，大大减小了三轴电容式加速度计的面积和重量，有利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。
具体的，结合图1至图4c对本申请实施例提供的技术方案进行详细的描述。需要说明的是，X轴方向X为第一检测区域-第二检测区域的方向(或第三检测区域-第四检测区域的方向)，Y轴方向Y为第三检测区-第一检测区域的方向(或第四检测区域-第二检测区域的方向)，而Z轴方向Z为任意一检测区域-支撑柱所固定于基板的方向。
其中，参考图1所示，为本申请实施例提供的一种三轴电容式加速度计的结构示意图，其中，三轴电容式加速度计包括：
一质量块100；
以及，包括4个检测区域为第一检测区域201至第四检测区域204、支撑柱300、第一弹性梁401和第二弹性梁402；
所述第一检测区域201至第四检测区域204呈田字形设置，且所述第三检测区域203设置于所述第一检测区域201和质量块100之间，所述第四检测区域204设置于所述第二检测区域202和质量块100之间；
所述支撑柱300设置于所述田字形中心；
所述第一弹性梁401的一端固定于所述支撑柱300，所述第一弹性梁401的另一端固定于所述第一检测区域201和第三检测区域203之间、且与所述第一检测区域201和第三检测区域203的第一可动电极至第三可动电极均固定连接；
所述第二弹性梁402的一端固定于所述支撑柱300，所述第二弹性梁402的另一端固定于所述第二检测区域202和第四检测区域204之间、且与所述第二检测区域202和第四检测区域204的第一可动电极至第三可动电极均固定连接。
另外，检测区域均包括有组成X轴电容检测电极200x的第一可动电极和第一固定电极、组成Y轴电容检测电极200y的第二可动电极和与第二固定电极、以及组成Z轴电容检测电极200z的第三可动电极和第三固定电极，所述第一可动电极、第二可动电极和第三可动电极均与所述质量块100固定连接。
需要说明的是，第一检测区域至第四检测区域均位于质量块的同侧。另外，支撑柱固定于一基板上，以支撑起质量块、弹性梁和第一检测区域至第四检测区域中与质量块固定连接的可动电极。
本申请实施例提供的三轴电容式加速度计中，可动电极与质量块均固定连接，以便在质量块运动时，可动电极随之运动。其中，参考图1所示，本申请实施例提供的所述第一检测区域201和第三检测区域203的第一可动电极至第三可动电极均通过一第一连接部501与所述质量块100固定连接；
以及，所述第二检测区域202和第四检测区域204的第一可动电极至第三可动电极均通过一第二连接部502与所述质量块100固定连接；
其中，所述第一弹性梁401的另一端与所述第一连接部501固定连接，所述第二弹性梁402的另一端与所述第二连接部502固定连接。
具体的，参考图1所示，本申请实施例提供的三轴电容式加速度计中，位于所述第一检测区域201至第三检测区域203之间，所述第一连接部501具有背向所述支撑柱一侧延伸的第一凹槽，所述第一弹性梁401的另一端与所述第一凹槽背离所述支撑柱300的端部固定连接；
以及，位于所述第二检测区域202至第四检测区域204之间，所述第二连接部502具有背向所述支撑柱一侧延伸的第二凹槽，所述第二弹性梁402的另一端与所述第二凹槽背离所述支撑柱300的端部固定连接。
另外，本申请实施例提供的所述X轴电容检测电极、Y轴电容检测电极和Z轴电容检测电极均为梳齿电容电极。其中，参考图1所示，所述Y轴电容检测电极200y和Z轴电容检测电极200z沿所述Y轴方向排列，且所述Y轴电容检测电极200y位于靠近所述支撑柱300一侧，所述Z轴电容检测电极200z位于远离所述支撑柱300一侧；
以及，所述Y轴电容检测电极200y和Z轴电容检测电极200z均位于所述X轴电容检测电极200x与相应所述连接部沿所述Y轴方向的延伸部分之间。
进一步的，参考图2所示，为图1中所示三轴电容式加速度计的X轴电容式加速度计的结构示意图，本申请实施例提供的所述第一可动电极的梳齿和第一固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域201和第二检测区域202的第一可动电极的梳齿位于远离所述质量块100的一侧；
所述第三检测区域203和第四检测区域204的第一可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧。
下面以在静止时所有检测区域中X轴电容检测电极200x的初始的电容值相同为例进行说明。其中，可以通过对每个检测区域中的第一可动电极的梳齿200x1和第一固定电极的梳齿200x2的尺寸等参数进行设计，以达到静止时，所有检测区域中X轴电容检测电极的初始的电容值相同。
当质量块100有沿X轴方向的加速度输入的时候，质量块100会以支撑柱300为中心，绕Z轴方向(例如图2所示的M-X方向)扭转，进而带动第一可动电极的梳齿200x1运动，使得每个检测区域中X轴电容检测电极200x的电容值发生变化。其中，根据图2所示的每个区域中X轴电容检测电极200x的结构，第一检测区域201和第四检测区域204为第一类检测区域，而第二检测区域202和第三检测区域203为第二类检测区域，即，第一检测区域201和第四检测区域204的X轴电容检测电极200x的电容值增大，且分别对应为Cx201和Cx204，而第二检测区域202和第三检测区域203的X轴电容检测电极200x的电容值减小，且分别为Cx202和Cx203；
另外，通过设计每个区域的第一可动电极的梳齿和第一固定电极的梳齿，以达到所有第一类检测区域的X轴电容检测电极的电容值根据质量块沿Y轴或Z轴的加速度的输入而变化的变化总量△Cx1，与所有所述第二类检测区域的X轴电容检测电极的电容值根据质量块沿Y轴或Z轴的加速度的输入而变化的变化总量△Cx2相同；
因此，可以通过对(Cx201+Cx204+△Cx1)-(Cx202+Cx203+△Cx2)的差值Cx201+Cx204-(Cx202+Cx203)进行推导，得出质量块在X轴方向的加速度的大小。
另外，参考图3所示，为图1中所示三轴电容式加速度计的Y轴电容式加速度计的结构示意图，本申请实施例提供的所述第二可动电极的梳齿和第二固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域201和第二检测区域202的第二可动电极的梳齿位于远离所述质量块100的一侧；
所述第三检测区域203和第四检测区域204的第二可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧。
下面以在静止时所有检测区域中Y轴电容检测电极200y的初始的电容值相同为例进行说明。其中，可以通过对每个检测区域中的第二可动电极的梳齿200y1和第二固定电极的梳齿200y2的尺寸等参数进行设计，以达到静止时，所有检测区域中Y轴电容检测电极的初始的电容值相同。
当质量块100有沿Y轴方向的加速度输入的时候，质量块100会沿Y轴方向(例如图3所示的M-Y方向)运动，进而带动第二可动电极的梳齿200y1运动，使得每个检测区域中Y轴电容检测电极200y的电容值发生变化。其中，根据图3所示的每个区域中Y轴电容检测电极200y的结构，第一检测区域201和第二检测区域202为第一类检测区域，而第三检测区域203和第四检测区域204为第二类检测区域，即，第一检测区域201和第二检测区域202的Y轴电容检测电极200y的电容值增大，且分别对应为Cy201和Cy202，而第三检测区域203和第四检测区域204的Y轴电容检测电极200y的电容值减小，且分别为Cy203和Cy204；
另外，通过设计每个区域的第二可动电极的梳齿和第二固定电极的梳齿，以达到所有第一类检测区域的Y轴电容检测电极的电容值根据质量块沿X轴或Z轴的加速度的输入而变化的变化总量△Cy1，与所有所述第二类检测区域的Y轴电容检测电极的电容值根据质量块沿X轴或Z轴的加速度的输入而变化的变化总量△Cy2相同；
因此，可以通过对(Cy201+Cy202+△Cy1)-(Cy203+Cy204+△Cy2)的差值Cy201+Cy202-(Cy203+Cy204)进行推导，得出质量块在Y轴方向的加速度的大小。
此外，结合图4a至4c所述，图4a为图1中所示三轴电容式加速度计的Z轴电容式加速度计的结构示意图，图4b为图4a中沿AA’方向的切面图，图4c为图4a中沿BB’方向的切面图，本申请实施例提供的所述第三可动电极的梳齿和第三固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域201和第二检测区域202的第三可动电极的梳齿位于远离所述质量块100的一侧；
所述第三检测区域203和第四检测区域204的第三可动电极的梳齿位于靠近所述质量块100的一侧；
其中，所述第三可动电极的梳齿在所述Z轴方向具有高低差。
具体的，所述第三可动电极的梳齿在所述Z轴方向上的高度大于所述第三固定电极的梳齿，且所述第一检测区域201和第四检测区域204的第三可动电极的梳齿200z1和第三固定电极的梳齿200z2的底部齐平(参考图4b所示)，所述第二检测区域202和第三检测区域203的第三可动电极的梳齿200z1和第三固定电极的梳齿200z2的顶部齐平(参考图4c所示)。
下面以在静止时所有检测区域中Z轴电容检测电极200z的初始的电容值相同为例进行说明。其中，可以通过对每个检测区域中的第二可动电极的梳齿200z1和第二固定电极的梳齿200z2的尺寸等参数进行设计，以达到静止时，所有检测区域中Z轴电容检测电极的初始的电容值相同。
当质量块100有沿Z轴方向的加速度输入的时候，质量块100会绕X轴方向(例如图4a所示的M-Z方向)扭动，进而带动第三可动电极的梳齿200z1运动，使得每个检测区域中Z轴电容检测电极200z的电容值发生变化。其中，根据图4a至图4c所示的每个区域中Z轴电容检测电极200z的结构，第一检测区域201和第三检测区域203为第一类检测区域，而第二检测区域202和第四检测区域204为第二类检测区域，即，第一检测区域201和第三检测区域203的Z轴电容检测电极200z的电容值增大，且分别对应为Cz201和Cz203，而第二检测区域202和第四检测区域204的Z轴电容检测电极200z的电容值减小，且分别为Cz202和Cz204；
另外，通过设计每个区域的第二可动电极的梳齿和第二固定电极的梳齿，以达到所有第一类检测区域的Z轴电容检测电极的电容值根据质量块沿X轴或Y轴的加速度的输入而变化的变化总量△Cz1，与所有所述第二类检测区域的Z轴电容检测电极的电容值根据质量块沿X轴或Y轴的加速度的输入而变化的变化总量△Cz2相同；
因此，可以通过对(Cz201+Cz203+△Cz1)-(Cz202+Cz204+△Cz2)的差值Cz201+Cz203-(Cz202+Cz204)进行推导，得出质量块在Z轴方向的加速度的大小。
本申请实施例提供了一种三轴电容式加速度计，包括：一质量块和多个检测区域；所述检测区域均包括有组成X轴电容检测电极的第一可动电极和第一固定电极、组成Y轴电容检测电极的第二可动电极和与第二固定电极、以及组成Z轴电容检测电极的第三可动电极和第三固定电极，所述第一可动电极、第二可动电极和第三可动电极均与所述质量块固定连接；其中，当所述质量块有加速度输入时，所有所述检测区域分为第一类检测区域和第二类检测区域，所述第一类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而增大，所述第二类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而减小；以及，所有所述第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿所述m轴或所述n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，其中，当i为X时，m为Y，n为Z；或者，当i为Y时，m为X，n为Z；或者，当i为Z时，m为X，n为Y。
由上述内容可知，在进行i轴方向的加速度分析时，可以通过第一类检测区域和第二类检测区域的位置判断i轴方向的加速度的方向；以及，由于所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，因此，对所有第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和与所有第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值之和求差值，以消除质量块沿m轴或n轴的加速度的输入对i轴方向加速度的影响，通过对该差值进行推导即可得出i轴方向的加速度大小。本申请实施例提供的技术方案，所有检测区域的不同轴向的电容检测电极均共享一个质量块，大大减小了三轴电容式加速度计的面积和重量，有利于三轴电容式加速度计的轻薄化趋势。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种三轴电容式加速度计，其特征在于，包括：
一质量块和多个检测区域；
所述检测区域均包括有组成X轴电容检测电极的第一可动电极和第一固定电极、组成Y轴电容检测电极的第二可动电极和与第二固定电极、以及组成Z轴电容检测电极的第三可动电极和第三固定电极，所述第一可动电极、第二可动电极和第三可动电极均与所述质量块固定连接；
其中，当所述质量块有加速度输入时，所有所述检测区域分为第一类检测区域和第二类检测区域，所述第一类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而增大，所述第二类检测区域中的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿i轴的加速度的输入而减小；
以及，所有所述第一类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿m轴或n轴的加速度的输入而变化的变化总量，与所有所述第二类检测区域的i轴电容检测电极的电容值根据所述质量块沿所述m轴或所述n轴的加速度的输入而变化的变化总量相同，其中，当i为X时，m为Y，n为Z；或者，当i为Y时，m为X，n为Z；或者，当i为Z时，m为X，n为Y。
2.根据权利要求1所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，包括4个检测区域为第一检测区域至第四检测区域、支撑柱、第一弹性梁和第二弹性梁；
所述第一检测区域至第四检测区域呈田字形设置，且所述第三检测区域设置于所述第一检测区域和质量块之间，所述第四检测区域设置于所述第二检测区域和质量块之间；
所述支撑柱设置于所述田字形中心；
所述第一弹性梁的一端固定于所述支撑柱，所述第一弹性梁的另一端固定于所述第一检测区域和第三检测区域之间、且与所述第一检测区域和第三检测区域的第一可动电极至第三可动电极均固定连接；
所述第二弹性梁的一端固定于所述支撑柱，所述第二弹性梁的另一端固定于所述第二检测区域和第四检测区域之间、且与所述第二检测区域和第四检测区域的第一可动电极至第三可动电极均固定连接。
3.根据权利要求2所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，所述第一检测区域和第三检测区域的第一可动电极至第三可动电极均通过一第一连接部与所述质量块固定连接；
以及，所述第二检测区域和第四检测区域的第一可动电极至第三可动电极均通过一第二连接部与所述质量块固定连接；
其中，所述第一弹性梁的另一端与所述第一连接部固定连接，所述第二弹性梁的另一端与所述第二连接部固定连接。
4.根据权利要求3所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，位于所述第一检测区域至第三检测区域之间，所述第一连接部具有背向所述支撑柱一侧延伸的第一凹槽，所述第一弹性梁的另一端与所述第一凹槽背离所述支撑柱的端部固定连接；
以及，位于所述第二检测区域至第四检测区域之间，所述第二连接部具有背向所述支撑柱一侧延伸的第二凹槽，所述第二弹性梁的另一端与所述第二凹槽背离所述支撑柱的端部固定连接。
5.根据权利要求4所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，所述X轴电容检测电极、Y轴电容检测电极和Z轴电容检测电极均为梳齿电容电极。
6.根据权利要求5所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，所述Y轴电容检测电极和Z轴电容检测电极沿所述Y轴方向排列，且所述Y轴电容检测电极位于靠近所述支撑柱一侧，所述Z轴电容检测电极位于远离所述支撑柱一侧；
以及，所述Y轴电容检测电极和Z轴电容检测电极均位于所述X轴电容检测电极与相应所述连接部沿所述Y轴方向的延伸部分之间。
7.根据权利要求6所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，所述第一可动电极的梳齿和第一固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域和第二检测区域的第一可动电极的梳齿位于远离所述质量块的一侧；
所述第三检测区域和第四检测区域的第一可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧。
8.根据权利要求6所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，所述第二可动电极的梳齿和第二固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域和第二检测区域的第二可动电极的梳齿位于远离所述质量块的一侧；
所述第三检测区域和第四检测区域的第二可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧。
9.根据权利要求6所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，所述第三可动电极的梳齿和第三固定电极的梳齿沿所述Y轴方向成对且交替排列；
所述第一检测区域和第二检测区域的第三可动电极的梳齿位于远离所述质量块的一侧；
所述第三检测区域和第四检测区域的第三可动电极的梳齿位于靠近所述质量块的一侧；
其中，所述第三可动电极的梳齿在所述Z轴方向具有高低差。
10.根据权利要求9所述的三轴电容式加速度计，其特征在于，所述第三可动电极的梳齿在所述Z轴方向上的高度大于所述第三固定电极的梳齿，且所述第一检测区域和第四检测区域的第三可动电极的梳齿和第三固定电极的梳齿的底部齐平，所述第二检测区域和第三检测区域的第三可动电极的梳齿和第三固定电极的梳齿的顶部齐平。
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