CN117907634A - 一种加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加速度传感器，包括基底、锚点、内侧支撑单元、第一跷跷板单元、第二跷跷板单元和面外位移检测单元；所述内侧支撑单元的中部通过所述锚点固定于所述基底；所述第一跷跷板单元与所述内侧支撑单元的第一端外侧弹性连接，所述第二跷跷板单元与所述内侧支撑单元的第二端外侧弹性连接；所述第一跷跷板单元和所述第二跷跷板单元分别沿加速度传感器的对称轴对称分布；所述第一跷跷板单元在所述对称轴的两侧分别形成两个第一跷跷板结构；所述第二跷跷板单元在所述对称轴的两侧分别形成两个第二跷跷板结构。本发明的一个技术效果在于，极大地降低了加速度传感器受Y轴角加速度的影响，提高了加速度传感器的交叉抑制比。

Description

一种加速度传感器

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种加速度传感器。

背景技术

加速度传感器包括用于检测加速度的一个或多个检验质量块。例如，一些加速度传感器包括检验质量块，被配置为在平面内移动以检测检验质量块的平面中的加速度，并且所述检验质量块被配置为移出平面以检测垂直于检验质量块平面的加速度。可以使用耦合到检验质量块的电容传感器来检测加速度。

目前的加速度传感器在检测面外加速度时，容易受y轴角加速度的影响，叉抑制比较低，不利于保证加速度传感器对面外加速度检测的准确性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种加速度传感器的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种加速度传感器，包括：

基底、锚点和内侧支撑单元，所述内侧支撑单元的中部通过所述锚点固定于所述基底；所述内侧支撑单元包括第一端和的第二端；

第一跷跷板单元和第二跷跷板单元，所述第一跷跷板单元与所述内侧支撑单元的第一端外侧弹性连接，所述第二跷跷板单元与所述内侧支撑单元的第二端外侧弹性连接；所述第一跷跷板单元和所述第二跷跷板单元相对设置，且所述第一跷跷板单元和所述第二跷跷板单元分别沿加速度传感器的对称轴对称分布；所述第一跷跷板单元在所述对称轴的两侧分别形成两个第一跷跷板结构，且两个第一跷跷板结构均沿第一转轴旋转；所述第二跷跷板单元在所述对称轴的两侧分别形成两个第二跷跷板结构，且两个第二跷跷板结构均沿第二转轴旋转；所述第一转轴与所述第二转轴平行设置，且所述对称轴与所述第一转轴或所述第二转轴相垂直；

面外位移检测单元，第一跷跷板单元和第二跷跷板单元上均设置有所述面外位移检测单元。

可选地，所述第一跷跷板单元的外侧设置有第一凹槽，所述第二跷跷板单元的内侧设置有第二凹槽，部分所述第一跷跷板单元嵌设于所述第二凹槽内且部分所述第二跷跷板单元嵌设于所述第一凹槽内以形成嵌套结构，所述嵌套结构位于所述第一转轴和所述第二转轴之间。

可选地，加速度传感器还包括第一检测质量块和第二检测质量块；

每个所述第一跷跷板结构均包括第一子转动部和第二子转动部，所述第一子转动部和第二子转动部分别位于所述第一转轴的相对两侧，且所述第二子转动部的外侧设置有第一凹槽；每个所述第二跷跷板结构均包括第三子转动部和第四子转动部，所述第三子转动部和第四子转动部分别位于所述第二转轴的相对两侧，且所述第三子转动部的内侧设置有第二凹槽；

所述第一检测质量块位于所述第一子转动部，所述第二检测质量块位于所述第四子转动部，且所述第一检测质量块与所述第二检测质量块对称设置。

可选地，加速度传感器还包括耦合梁，所述耦合梁沿垂直于所述对称轴的方向延伸，且所述耦合梁的一端与所述第二子转动部连接，另一端与所述第三子转动部连接。

可选地，加速度传感器还包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一跷跷板单元通过第一弹性件与所述内侧支撑单元的第一端连接；所述第二跷跷板单元通过第二弹性件与所述内侧支撑单元的第二端连接；

所述第一弹性件靠近所述第一转轴并沿平行于所述第一转轴的方向延伸；所述第二弹性件靠近所述第二转轴并沿平行于所述第二转轴的方向延伸。

可选地，所述面外位移检测单元位于所述第一跷跷板单元的远离所述第一转轴的区域；

所述面外位移检测单元位于所述第二跷跷板单元的远离所述第二转轴的区域。

可选地，两个所述内侧支撑单元沿所述对称轴对称分布；每个所述内侧支撑单元均通过一个所述锚点固定于所述基底，且所述锚点位于所述内侧支撑单元的内侧。

可选地，两个所述内侧支撑单元沿所述对称轴对称分布，且两个所述内侧支撑单元的中部相连接，一个所述锚点位于两个所述内侧支撑单元的连接处。

可选地，加速度传感器还包括X轴加速度检测结构，所述X轴加速度检测结构用于检测沿X轴方向的加速度；

所述X轴加速度检测结构位于两个所述内侧支撑单元之间，所述X轴加速度检测结构沿所述对称轴对称分布。

可选地，加速度传感器还包括Y轴加速度检测结构，所述Y轴加速度检测结构用于检测沿Y轴方向的加速度；

所述Y轴加速度检测结构位于两个所述内侧支撑单元之间，所述Y轴加速度检测结构沿所述对称轴对称分布。

可选地，加速度传感器还包括X轴加速度检测结构和Y轴加速度检测结构，所述X轴加速度检测结构用于检测沿X轴方向的加速度；所述Y轴加速度检测结构用于检测沿Y轴方向的加速度；

所述X轴加速度检测结构和所述Y轴加速度检测结构均位于两个所述内侧支撑单元之间，且所述X轴加速度检测结构和所述Y轴加速度检测结构分别位于所述锚点的相对两侧。

本发明的一个技术效果在于：

在本申请实施例中，第一跷跷板单元和第二跷跷板单元相对设置，且第一跷跷板单元沿对称轴对称分布的两个第一跷跷板结构，第二跷跷板单元沿对称轴对称分布的两个第二跷跷板结构。进一步地，第一跷跷板单元和第二跷跷板单元上均设置有面外位移检测单元。

因此，采用第一跷跷板单元和第二跷跷板单元作为面外加速度的检测结构，使得第一跷跷板单元和第二跷跷板单元能够在面外方向(也即Z轴方向)的加速度的作用下沿Y轴方向反向转动，即可通过设置在第一跷跷板单元和第二跷跷板单元上的面外位移检测单元检测该加速度传感器的面外加速度(也即Z轴加速度)。同时，当两个第一跷跷板结构或两个第二跷跷板结构受到不期望的Y轴角加速度的作用时，两个第一跷跷板结构或两个第二跷跷板结构发生同向转动，同向转动引起的面外位移检测单元的电容变化在面外位移检测单元检测时被抵消，因此，两个第一跷跷板结构以及两个第二跷跷板结构的布局极大地降低了加速度传感器受Y轴角加速度的影响，提高了加速度传感器的交叉抑制比，提高了加速度传感器对面外加速度检测的准确性。

附图说明

图1为本发明第一实施例的一种加速度传感器的结构示意图；

图2为本发明第一实施例的加速度传感器的Z轴检测模态示意图；

图3为本发明第一实施例的加速度传感器的Z轴寄生模态示意图；

图4为本发明第二实施例的一种加速度传感器的结构示意图；

图5为本发明第三实施例的一种加速度传感器的结构示意图；

图6为本发明第三实施例的加速度传感器的Z轴检测模态示意图；

图7为本发明一实施例的一种加速度传感器的耦合梁的结构示意图；

图8为图7中A处细节放大图；

图9为本发明另一实施例的一种加速度传感器的耦合梁的结构示意图；

图10为图9中B处细节放大图；

图11为本发明第四实施例的一种加速度传感器的结构示意图；

图12为本发明第五实施例的加速度传感器的结构示意图；

图13为本发明第六实施例的加速度传感器的结构示意图；

图14为本发明一实施例的加速度传感器的X轴加速度检测结构的结构示意图；

图15为本发明一实施例的加速度传感器的Y轴加速度检测结构的结构示意图。

图中：100、对称轴；200、第一转轴；300、第二转轴；1、锚点；2、内侧支撑单元；3、第一跷跷板单元；31、第一子转动部；32、第二子转动部；33、第一凹槽；4、第二跷跷板单元；41、第三子转动部；42、第四子转动部；43、第二凹槽；5、面外位移检测单元；61、第一检测质量块；62、第二检测质量块；7、耦合梁；81、第一弹性件；82、第二弹性件；9、X轴加速度检测结构；901、第一质量块；9021、第一正固定电极；9022、第一负固定电极；903、第一扭簧；904、第一安装槽；10、Y轴加速度检测结构；101、第二质量块；1021、第二正固定电极；1022、第二负固定电极；103、第二扭簧；104、第二安装槽。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，面内X轴方向的检测模态是指加速度传感器受到面内X轴方向的加速度的作用；面内Y轴方向的检测模态是指加速度传感器受到面内Y轴方向的加速度的作用；面外Z轴方向的检测模态是指加速度传感器受到面外Z轴方向的加速度的作用；面外Z轴方向的寄生模态是指加速度传感器既受到面外Z轴方向的加速度作用，又受到Y轴角加速度作用。

实施例1

参见图1至图3，根据本发明的一个方面，提供了一种加速度传感器。为了方便对本发明的加速度传感器进行说明，建立X-Y-Z轴三维坐标系，定义第一方向为X轴方向、第二方向为Y轴方向，第三方向为Z轴方向(也即面外方向)，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两相互垂直。

在本申请实施例中，加速度传感器包括基底、锚点1、内侧支撑单元2、第一跷跷板单元3、第二跷跷板单元4和面外位移检测单元5。

具体地，所述内侧支撑单元2的中部通过所述锚点1固定于所述基底；所述内侧支撑单元2包括第一端和的第二端。

进一步具体地，所述第一跷跷板单元3与所述内侧支撑单元2的第一端外侧弹性连接，所述第二跷跷板单元4与所述内侧支撑单元2的第二端外侧弹性连接；所述第一跷跷板单元3和所述第二跷跷板单元4相对设置，且所述第一跷跷板单元3和所述第二跷跷板单元4分别沿加速度传感器的对称轴100对称分布；所述第一跷跷板单元3在所述对称轴100的两侧分别形成两个第一跷跷板结构，且两个第一跷跷板结构均沿第一转轴200旋转的；所述第二跷跷板单元4在所述对称轴100的两侧分别形成两个第二跷跷板结构，且两个第二跷跷板结构均沿第二转轴300旋转的；所述第一转轴200与所述第二转轴300平行设置，且所述对称轴100与所述第一转轴200或所述第二转轴300相垂直。第一转轴200、第二转轴300沿第二方向分布，也即沿Y轴方向分布。对称轴100沿X轴方向分布。

第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4上均设置有所述面外位移检测单元5。

在本申请实施例中，采用第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4作为面外加速度的检测结构，使得第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4能够在面外方向(也即Z轴方向)的加速度的作用下沿Y轴方向反向转动，即可通过设置在第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4上的面外位移检测单元5检测该加速度传感器的面外加速度(也即Z轴加速度)。同时，当两个第一跷跷板结构或两个第二跷跷板结构受到不期望的Y轴角加速度的作用时，两个第一跷跷板结构或两个第二跷跷板结构发生同向转动，同向转动引起的面外位移检测单元5的电容变化在面外位移检测单元5检测时被抵消，因此，两个第一跷跷板结构以及两个第二跷跷板结构的布局极大地降低了加速度传感器受Y轴角加速度的影响，提高了加速度传感器的交叉抑制比，提高了加速度传感器对面外加速度检测的准确性。

可选地，所述第一跷跷板单元3的外侧设置有第一凹槽33，所述第二跷跷板单元4的内侧设置有第二凹槽43，部分所述第一跷跷板单元3嵌设于所述第二凹槽43内且部分所述第二跷跷板单元4嵌设于所述第一凹槽33内以形成嵌套结构，所述嵌套结构位于所述第一转轴200和所述第二转轴300之间。

在上述实施方式中，第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4之间采用了嵌套结构。嵌套结构有助于延长第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4的转动臂，同时，面外位移检测单元5可以布置在离转轴更远的区域，从而使得面外加速度检测的增益更大。

可选地，加速度传感器还包括第一检测质量块61和第二检测质量块62；

每个所述第一跷跷板结构均包括第一子转动部31和第二子转动部32，所述第一子转动部31和第二子转动部32分别位于所述第一转轴200的相对两侧，且所述第二子转动部32的外侧设置有第一凹槽33；每个所述第二跷跷板结构均包括第三子转动部41和第四子转动部42，所述第三子转动部41和第四子转动部42分别位于所述第二转轴300的相对两侧，且所述第三子转动部41的内侧设置有第二凹槽43；

所述第一检测质量块61位于所述第一子转动部31，所述第二检测质量块62位于所述第四子转动部42，且所述第一检测质量块61与所述第二检测质量块62对称设置。

在上述实施方式中，第一检测质量块61和第二检测质量块62形成非对称检验质量，非对称检验质量位于跷跷板结构的远端，从而使得因面外加速度导致的第一跷跷板结构和第二跷跷板结构的转动更敏感，进而提高加速度传感器检测的增益。

示例性的，两个第一子转动部31连接的位置设置第一检测质量，两个第四子转动部42连接的位置设置第二检测质量，有助于进一步增加检测质量与转动轴之间的距离，从而显著提升使得因面外加速度导致的第一跷跷板结构和第二跷跷板结构的转动更敏感，以进一步提高加速度传感器检测的增益。

可选地，加速度传感器还包括第一弹性件81和第二弹性件82，所述第一跷跷板单元3通过第一弹性件81与所述内侧支撑单元2的第一端连接；所述第二跷跷板单元4通过第二弹性件82与所述内侧支撑单元2的第二端连接；

所述第一弹性件81靠近所述第一转轴200并沿平行于所述第一转轴200的方向延伸；所述第二弹性件82靠近所述第二转轴300并沿平行于所述第二转轴300的方向延伸。

在上述实施方式中，第一弹性件81和第二弹性件82使加速度传感器为第一检测质量块61和第二检测质量块62沿第三方向的运动共耦提供支撑，从而有助于加速度传感器实现对面外加速度检测的功能。

可选地，所述面外位移检测单元5位于所述第一跷跷板单元3的远离所述第一转轴200的区域；

所述面外位移检测单元5位于所述第二跷跷板单元4的远离所述第二转轴300的区域。

在上述实施方式中，由于部分面外位移检测单元5位于第一跷跷板单元3的远离第一转轴200的区域且部分面外位移检测单元5位于第二跷跷板单元4的远离所述第二转轴300的区域，从而使面外加速度检测的增益更大。

可选地，两个所述内侧支撑单元2沿所述对称轴100对称分布；每个所述内侧支撑单元2均通过一个所述锚点1固定于所述基底，且所述锚点1位于所述内侧支撑单元2的内侧。

在上述实施方式中，一方面，两个锚点1位于加速度传感器的整个结构的中部，使得加速度传感器受应力等因素影响较小，提高了加速度传感器的抗干扰能力。另一方面，第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4分别间接通过两个锚点1固定在基底上，提高了加速度传感器整个结构的稳定性。

实施例2

本实施例提供另一种加速度传感器，其结构与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行描述。

在实施例中，参见图4，两个所述内侧支撑单元2沿所述对称轴100对称分布，且两个所述内侧支撑单元2的中部相连接，一个所述锚点1位于两个所述内侧支撑单元2的连接处。

在上述实施方式中，锚点1位于加速度传感器的整个结构的中部，使得加速度传感器受应力等因素影响较小，提高了加速度传感器的抗干扰能力。同时，也进一步提高了加速度传感器抗应力等因素的干扰能力。

实施例3

本实施例提供另一种加速度传感器，其结构与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行描述。

在实施例中，参见图5至图10，可选地，加速度传感器还包括耦合梁7，所述耦合梁7沿垂直于所述对称轴100的方向延伸，且所述耦合梁7的一端与所述第二子转动部32连接，另一端与所述第三子转动部41连接。

在上述实施方式中，通过在第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4之间设置耦合梁7，耦合梁7能够削弱第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4的同向转动，进一步抑制y轴角加速度的影响，有助于进一步提高加速度传感器对面外加速度检测的准确性。

在一个具体的实施方式中，第一子转动部31、第二子转动部32、第三子转动部41、第四子转动部42上均设置有面外位移检测单元5，且部分面外位移检测单元5位于第一跷跷板单元3远离第一转轴200的位置，且部分面外位移检测单元5位于位于第二跷跷板单元4远离第二转轴300的位置。多个面外位移检测单元5沿对称轴100对称分布。

示例性的，参见图5，耦合梁7为条形，且耦合梁7的一端固定于第一凹槽33的底壁上，另一端固定于第二凹槽43的底壁上。这使得耦合梁7的结构比较简单，便于实现加速度传感器的装配。

一些实施方式中，参见图7和图8，耦合梁7包括两根相互平行的子梁。子梁的一端固定于第一凹槽33的底壁上，另一端固定于第二凹槽43的底壁上。这进一步提高了耦合梁7削弱第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4的同向转动的能力，从而更好地抑制y轴角加速度的影响。

另一些实施方式中，参见图9和图10，耦合梁7为长方环形。耦合梁7的一侧中部固定于第一凹槽33的内侧壁，耦合梁7的另一侧中部固定于第二凹槽43的内侧壁。这使得耦合梁7的结构设计比较合理，能够有效地削弱第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4的同向转动的能力。

需要说明的是，图2为无耦合梁7的加速度传感器的Z轴检测模态示意图，图3为无耦合梁7的加速度传感器的Z轴寄生模态示意图，图6为有耦合梁7的加速度传感器的Z轴检测模态示意图。面外位移检测单元5检测Z轴方向的加速度(也即面外加速度)使得第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4反向转动，但是在寄生模态下，第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4在Y轴角加速度作用下会绕Y轴同向转动，为了削弱寄生模态的影响，在第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4连接耦合梁7以减弱寄生模态的影响，即削弱第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4绕Y轴的同向转动，进一步提高了加速度计的交叉抑制比，显著提高加速度传感器检测的精度。

一个实施例中，面外位移检测单元5包括第一面外检测极板和第二面外检测极板，第一面外检测极板和第二面外检测极板相对并构成电容板结构，第一面外检测极板位于基底或腔盖上，第二面外检测极板位于第一跷跷板单元3和第二跷跷板单元4上。

实施例4

本实施例提供另一种加速度传感器，其结构与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行描述。

在实施例中，参见图11，加速度传感器还包括X轴加速度检测结构9，所述X轴加速度检测结构9用于检测沿X轴方向的加速度；

所述X轴加速度检测结构9位于两个所述内侧支撑单元2之间，所述X轴加速度检测结构9沿所述对称轴100对称分布。

示例性的，两个所述X轴加速度检测结构9分别位于锚点1的相对两侧，且两个所述X轴加速度检测结构9对称设置。

在上述实施方式中，该加速度传感器能够同时检测沿X轴方向的加速度以及沿Z轴方向的加速度，以形成双轴加速度计，扩大了该加速度传感器的检测范围。

实施例5

本实施例提供另一种加速度传感器，其结构与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行描述。

在实施例中，参见图12，加速度传感器还包括Y轴加速度检测结构10，所述Y轴加速度检测结构10用于检测沿Y轴方向的加速度；

所述Y轴加速度检测结构10位于两个所述内侧支撑单元2之间，所述Y轴加速度检测结构10沿所述对称轴100对称分布。

在上述实施方式中，该加速度传感器能够同时检测沿Y轴方向的加速度以及沿Z轴方向的加速度，以形成双轴加速度计，扩大了该加速度传感器的检测范围。

示例性的，两个所述Y轴加速度检测结构10分别位于锚点1的相对两侧，且两个所述Y轴加速度检测结构10对称设置。

实施例6

本实施例提供另一种加速度传感器，其结构与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行描述。

在实施例中，参见图13，加速度传感器还包括X轴加速度检测结构9和Y轴加速度检测结构10，所述X轴加速度检测结构9用于检测沿X轴方向的加速度；所述Y轴加速度检测结构10用于检测沿Y轴方向的加速度；

所述X轴加速度检测结构9和所述Y轴加速度检测结构10均位于两个所述内侧支撑单元2之间，且所述X轴加速度检测结构9和所述Y轴加速度检测结构10分别位于所述锚点1的相对两侧。

在上述实施方式中，该加速度传感器能够同时检测沿X轴方向的加速度、沿Y轴方向的加速度以及沿Z轴方向的加速度，以形成三轴加速度计，扩大了该加速度传感器的检测范围，使用非常方便。

示例性的，一个所述X轴加速度检测结构9和一个所述Y轴加速度检测结构10分别位于锚点1的相对两侧，从而优化了加速度传感器的结构。

在一个具体的实施方式中，参见图14，X轴加速度检测结构9包括第一质量块901和第一电容组。所述第一质量块901的两侧分别通过第一扭簧903固定在基底上，所述第一质量块901的中部间隔设置有沿Y轴方向分布的第一安装槽904，每个所述第一安装槽904内均设置有第一电容组。第一电容组包括第一正固定电极9021和第一负固定电极9022，第一正固定电极9021和第一负固定电极9022沿Y轴方向分布；第一正固定电极9021靠近第一负固定电极9022一侧的中部锚固于基底上，第一负固定电极9022靠近第一正固定电极9021一侧的中部锚固于基底上，第一正固定电极9021远离第一负固定电极9022的一侧与第一质量块901构成第一差分检测电容，第一负固定电极9022远离第一正固定电极9021的一侧与第一质量块901构成第二差分检测电容。

当第一质量块901受沿X轴向左的加速度作用发生向左的位移时，第一差分检测电容的电容间距减小，第二差分检测电容的电容间距增大，第一差分检测电容和第二差分检测电容发生与沿X轴向左的加速度成比例的电容差变化，通过检测电容差的变化即可获取沿X轴向左的加速度的实时值。

同理，当第一质量块901受沿X轴向右的加速度作用发生向右的位移时，也可通过检测电容差的变化获取沿X轴向右的加速度的实时值。

在另一个具体的实施方式中，参见图15，Y轴加速度检测结构10包括第二质量块101和第二电容组。所述第二质量块101的两侧分别通过第二扭簧103固定在基底上，所述第二质量块101的中部间隔设置有沿X轴方向分布的第二安装槽104，每个所述第二安装槽104内均设置有第二电容组。第二电容组包括第二正固定电极1021和第二负固定电极1022，第二正固定电极1021和第二负固定电极1022沿X轴方向分布；第二正固定电极1021靠近第二负固定电极1022一侧的中部锚固于基底上，第二负固定电极1022靠近第二正固定电极1021一侧的中部锚固于基底上，第二正固定电极1021远离第二负固定电极1022的一侧与第二质量块101构成第三差分检测电容，第二负固定电极1022远离第二正固定电极1021的一侧与第二质量块101构成第四差分检测电容。

当第二质量块101受沿Y轴向上的加速度作用发生向上的位移时，第三差分检测电容的电容间距减小，第四差分检测电容的电容间距增大，第三差分检测电容和第四差分检测电容发生与沿Y轴向上的加速度成比例的电容差变化，通过检测电容差的变化即可获取沿Y轴向上的加速度的实时值。

同理，当第二质量块101受沿Y轴向下的加速度作用发生向下的位移时，也可通过检测电容差的变化获取沿Y轴向下的加速度的实时值。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种加速度传感器，其特征在于，包括：

基底、锚点和内侧支撑单元，所述内侧支撑单元的中部通过所述锚点固定于所述基底；所述内侧支撑单元包括第一端和的第二端；

第一跷跷板单元和第二跷跷板单元，所述第一跷跷板单元与所述内侧支撑单元的第一端外侧弹性连接，所述第二跷跷板单元与所述内侧支撑单元的第二端外侧弹性连接；所述第一跷跷板单元和所述第二跷跷板单元相对设置，且所述第一跷跷板单元和所述第二跷跷板单元分别沿加速度传感器的对称轴对称分布；所述第一跷跷板单元在所述对称轴的两侧分别形成两个第一跷跷板结构，且两个第一跷跷板结构均沿第一转轴旋转；所述第二跷跷板单元在所述对称轴的两侧分别形成两个第二跷跷板结构，且两个第二跷跷板结构均沿第二转轴旋转；所述第一转轴与所述第二转轴平行设置，且所述对称轴与所述第一转轴或所述第二转轴相垂直；

面外位移检测单元，第一跷跷板单元和第二跷跷板单元上均设置有所述面外位移检测单元。

2.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，所述第一跷跷板单元的外侧设置有第一凹槽，所述第二跷跷板单元的内侧设置有第二凹槽，部分所述第一跷跷板单元嵌设于所述第二凹槽内且部分所述第二跷跷板单元嵌设于所述第一凹槽内以形成嵌套结构，所述嵌套结构位于所述第一转轴和所述第二转轴之间。

3.根据权利要求2所述的加速度传感器，其特征在于，还包括第一检测质量块和第二检测质量块；

每个所述第一跷跷板结构均包括第一子转动部和第二子转动部，所述第一子转动部和第二子转动部分别位于所述第一转轴的相对两侧，且所述第二子转动部的外侧设置有第一凹槽；每个所述第二跷跷板结构均包括第三子转动部和第四子转动部，所述第三子转动部和第四子转动部分别位于所述第二转轴的相对两侧，且所述第三子转动部的内侧设置有第二凹槽；

所述第一检测质量块位于所述第一子转动部，所述第二检测质量块位于所述第四子转动部，且所述第一检测质量块与所述第二检测质量块对称设置。

4.根据权利要求2所述的加速度传感器，其特征在于，还包括耦合梁，所述耦合梁沿垂直于所述对称轴的方向延伸，且所述耦合梁的一端与所述第二子转动部连接，另一端与所述第三子转动部连接。

5.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，还包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一跷跷板单元通过第一弹性件与所述内侧支撑单元的第一端连接；所述第二跷跷板单元通过第二弹性件与所述内侧支撑单元的第二端连接；

所述第一弹性件靠近所述第一转轴并沿平行于所述第一转轴的方向延伸；所述第二弹性件靠近所述第二转轴并沿平行于所述第二转轴的方向延伸。

6.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，所述面外位移检测单元位于所述第一跷跷板单元的远离所述第一转轴的区域；

所述面外位移检测单元位于所述第二跷跷板单元的远离所述第二转轴的区域。

7.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，两个所述内侧支撑单元沿所述对称轴对称分布；每个所述内侧支撑单元均通过一个所述锚点固定于所述基底，且所述锚点位于所述内侧支撑单元的内侧。

8.根据权利要求1所述的加速度传感器，其特征在于，两个所述内侧支撑单元沿所述对称轴对称分布，且两个所述内侧支撑单元的中部相连接，一个所述锚点位于两个所述内侧支撑单元的连接处。

9.根据权利要求7或8任意一项所述的加速度传感器，其特征在于，还包括X轴加速度检测结构，所述X轴加速度检测结构用于检测沿X轴方向的加速度；

所述X轴加速度检测结构位于两个所述内侧支撑单元之间，所述X轴加速度检测结构沿所述对称轴对称分布。

10.根据权利要求7或8任意一项所述的加速度传感器，其特征在于，还包括Y轴加速度检测结构，所述Y轴加速度检测结构用于检测沿Y轴方向的加速度；

所述Y轴加速度检测结构位于两个所述内侧支撑单元之间，所述Y轴加速度检测结构沿所述对称轴对称分布。

11.根据权利要求7或8任意一项所述的加速度传感器，其特征在于，还包括X轴加速度检测结构和Y轴加速度检测结构，所述X轴加速度检测结构用于检测沿X轴方向的加速度；所述Y轴加速度检测结构用于检测沿Y轴方向的加速度；

所述X轴加速度检测结构和所述Y轴加速度检测结构均位于两个所述内侧支撑单元之间，且所述X轴加速度检测结构和所述Y轴加速度检测结构分别位于所述锚点的相对两侧。