EP1664803A1 - Accelerometer with reduced extraneous vibrations owing to improved return movement - Google Patents

Accelerometer with reduced extraneous vibrations owing to improved return movement

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Publication number
EP1664803A1
EP1664803A1 EP04786297A EP04786297A EP1664803A1 EP 1664803 A1 EP1664803 A1 EP 1664803A1 EP 04786297 A EP04786297 A EP 04786297A EP 04786297 A EP04786297 A EP 04786297A EP 1664803 A1 EP1664803 A1 EP 1664803A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrodes
fixed part
moving mass
mass
accelerometer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04786297A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jean-Paul Menard
Maurice Moreau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sercel SAS
Original Assignee
Sercel SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sercel SAS filed Critical Sercel SAS
Publication of EP1664803A1 publication Critical patent/EP1664803A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/13—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
    • G01P15/131—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electrostatic counterbalancing means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up

Definitions

  • the invention relates to micromachined accelerometers which in particular make it possible to measure the movement of the ground for geophysical applications (mapping of the subsoil by seismic method).
  • the invention relates in particular to accelerometers which implement a mass-spring system, in particular when the mass forms a series of fingers which are inter-digested with corresponding fingers of a fixed part.
  • each pair of fingers facing each other forms a measurement capacitor.
  • the fingers constituting the capacitors can be used both for measuring the displacement by measuring the variation in capacity, and at the same time for recalling the mass in its original position, by application of a force electrostatic within each capacity thus formed.
  • the return electrostatic force can be controlled on the previous capacitive displacement measurement.
  • a second problem lies in the fact that the fingers prove to be fragile in bending. Whether they vibrate in resonance or are simply subjected to strong accelerations, these fingers are subject to damage by bending.
  • the invention consists of an accelerometer with moving mass and fixed part using variations in capacitance to detect the movement of the mass, in which a first series of electrodes secured to the mass is prohibited with a series of electrodes integral with the fixed part, each mobile electrode forming, with an adjacent fixed electrode, a variable capacitance as a function of the position of the mobile mass, the accelerometer further comprising an electronic circuit provided for detecting the variation of at least one capacitance between moving mass and fixed part as an indicator of the displacement of the moving mass, and also to generate an electrostatic force to return the moving mass to its original position, the electronic circuit being designed to generate the electrostatic return force in a controlled manner on a previous displacement measurement, characterized é in that the repetitive restoring force thus generated is specifically chosen so that its mechanical power frequency spectrum has a zone with power that is substantially zero at the mechanical resonance frequency of the electrodes of the moving mass and / or of the fixed part.
  • FIGS. 2a to 2c are plots representing the frequency spectra respectively of the noise linked to the mass return voltage, of a function of transformation of this tension into force with and without resonance of the fingers, and of the resulting force, with and without resonance of the fingers there again; ; '- Figure 3 shows the frequency spectra of a pulsed voltage and a servo signal in slots windowing this voltage; - Figure 4 shows interdigitated electrodes according to a variant of the invention; - Figure 5 shows interdigitated electrodes according to another variant of the invention.
  • the mobile electrodes 4 are electrically isolated from the fixed electrodes 3 and 7.
  • the electrodes 3 form with the electrodes 4 opposite a capacitor C1.
  • the electrodes 7 form, with the electrodes 4 opposite, a capacitor C2.
  • a voltage applied to the terminals of C1 produces an electrostatic force which tends to bring the electrodes 3 and 4 together, therefore to move the moving mass in one direction, while a voltage applied to the terminals of C2 tends to move the moving mass in the other direction.
  • An electronic circuit is connected to each series of fixed electrodes 3 and 7 and to the series of mobile electrodes 4.
  • this circuit is clocked to the rhythm of a clock, and cyclically applies, in successive phases, a measurement voltage across each capacitor, making it possible to measure their capacity (differential measurement of the two neighboring capacities). The displacement measured is indicative of the displacement of the movable plate 5 due to the acceleration punctually present.
  • the duration of the phase of application of a measurement voltage, denoted Te and also called charging time, or also duration of the detector phase, is much less than the resonance period of the system (and therefore the vibration period of the ground).
  • the control set up here consists in canceling the relative movement of the mass 5 by applying a force between the series of mobile electrodes and one or the other of the series of fixed electrodes (C1 or C2). It is an electrostatic force and it is the actuator phase when it is applied in a time separate from the detector phase. It is preferably the same electronic circuit which alternately measures the position of the moving mass and tends to bring it back to its initial position by applying the adequate voltages across the terminals of the capacitors C1 and or C2.
  • the circuit defines a multiplexing between measurement and feedback, preferably with a discharge of the capacities between these two stages.
  • the frequency range for multiplexing is for example 100 to 500 times the resonance frequency of the system.
  • the recall of the mobile mass can be implemented simultaneously with the displacement measurement.
  • the mechanical chip typically resonates at 500 Hz.
  • the resonance frequency preferably chosen as close as possible to the ground vibration frequency, is, in the present example, adjusted by adjusting an electrostatic stiffness k e . This stiffness is superimposed on the mechanical stiffness and adjusted by the duration of the loading step of capacity measurement.
  • the electrostatic stiffness is here chosen to lower the resonant frequency of the system, the mechanical stiffness being chosen deliberately beyond the high frequency of; the band of interest.
  • This optional arrangement makes it possible to limit the slump, to reduce the inter-electrode distance, and therefore to use high electric fields (therefore a high electrostatic stiffness).
  • This arrangement also makes it possible to optimize the performance in the useful bandwidth and to compensate for the dispersion of mechanical stiffness of the suspension springs of movable plates, dispersion typically observed with the usual manufacturing processes. Thanks to the electrostatic stiffness, the apparent frequency is reduced to 140 Hz to best reduce the noise in the useful band (0-200 Hz).
  • the fixed and mobile electrodes have the shape of "fingers", usually parallelepipedic silicon beams connected to each other by a base like a comb.
  • Each of these fingers has a resonant frequency corresponding to that of a beam embedded at one end.
  • the resonant frequency of the fingers was typically 90 kHz and increased to 585 kHz after a first modification described in the text which follows.
  • the inventors have identified that these fingers have a tendency to resonate considerably, and this with all the more amplitude as the ambient pressure is very low inside the chip.
  • the resulting movement is responsible for the folding into baseband, by frequency transposition of the noise present in the servo force, and therefore for the degradation of the overall noise of the geophone, in particular when the maximum compensable acceleration is increased (A m a ⁇ ) with the actuator.
  • the spectral components of the respective recall signal applied to the mass will be analyzed below.
  • the curve 70 transformed into frequency of the pulse signal of duration Ta, is a cardinal sine of formula Sin (Pi.T.Fa) / (Pi.FaTa). (with a first zero at the frequency 1 / Ta).
  • the curve 80 is therefore the result of the multiplication of the curve 60 by the curve 70.
  • a first preferential arrangement is to choose a positioning of the cardinal sinus to place a return to zero of the energy on the resonance frequency of the fingers, the spectrum resulting from the product then also having a return to zero at resonance.
  • This positioning is carried out for example by choosing an appropriate value of Ta, so that the value 1 / Ta is placed on the resonance frequency of the fingers.
  • the frequency of the fingers is greater than Fe, Ta cannot be> Te (Te denotes the sampling period) .
  • Te Te denotes the sampling period
  • the choice of a spectrum thus placed allows a significant gain on the noise level of the accelerometer.
  • the fixed and / or mobile fingers 3 and 4 are configured so that their resonance is reduced to such a natural energy well, a well due to the application of forces during the durations Ta in the actuator phase framed by returns to zero of the restoring force.
  • the preferred frequency for the resonance of the fingers is that equal to 1 / Ta, corresponding to the first zero crossing of the cardinal sinus, transformed from the signal into slots.
  • a finger variant is also provided with curved edges, for example with convex external curvature, but which can also be concave, forming a general shape of rounded trapezium. Such a shape turns out to be more compact and has an even higher resonant frequency.
  • a finger shape with a width that decreases towards the free end is beneficial to the flexural strength, it can be advantageous to adopt a different shape, in particular to shift the resonant frequency to a higher frequency. It should be noted that this geometrical modification of the resonant frequency of the fingers, here exposed with reference to an internal source of vibration, also makes it possible to escape from other sources of vibration.
  • the modification of the resonance frequency of the fingers makes it possible to escape from stress frequencies of external origin.
  • the resonant frequencies of the fingers are placed outside the frequency ranges of vibrations of external origin, which would otherwise be stressful. It will be noted that the higher the resonance frequency, the lower the amplitude of the movement.

Abstract

The invention relates to an accelerometer comprising a moving mass (5) and a fixed part (2), which uses variations in capacitance (3, 4) in order to detect the movement of the mass (5). The inventive accelerometer comprises a first series of electrodes (3, 4) which are solidly connected to the mass (5) and which are interdigitated with a series of electrodes (3, 4) which are solidly connected to the fixed part (2). According to the invention, each moving electrode (4), together with an adjacent fixed electrode (3), forms a capacitance which varies according to the position of the moving mass (5). The accelerometer further comprises an electronic circuit which is used to: (i) detect the variation in at least one capacitance between the moving mass (5) and the fixed part (2), in the form of a moving mass displacement indicator; and also (ii) generate an electrostatic stress in order to return the moving mass (5) to the initial position thereof. Moreover, the aforementioned electronic circuit is provided in order to generate the electrostatic return stress in such a way that it is automatically controlled by a preceding displacement measurement. The invention is characterised in that the recurring return stress thus generated is specifically selected such that the mechanical power frequency spectrum (10, 20) thereof has an essentially zero power zone at the mechanical resonance frequency of the electrodes (4) of the moving mass (5) and/or of the fixed part (2).

Description

Accéléromètre à vibrations parasites réduites par rappel amélioré Accelerometer with reduced parasitic vibrations by improved booster
L'invention concerne les acceléromètres micro-usinés qui permettent notamment de mesurer le mouvement du sol pour les applications géophysiques (cartographie du sous-sol par méthode sismique). L'invention concerne notamment les acceléromètres qui mettent en œuvre un système masse-ressort, en particulier lorsque la masse forme une série de doigts qui se trouvent inter-digités avec des doigts correspondants d'une partie fixe. Dans ce type de dispositif, chaque couple de doigts en vis à vis forme un condensateur de mesure. On rappellera également ici que les doigts constituant les condensateurs peuvent être utilisés à la fois pour la mesure du déplacement par mesure de la variation de capacité, et à la fois pour rappeler la masse dans sa position d'origine, par application d'une force électrostatique au sein de chaque capacité ainsi formée. La force électrostatique de rappel peut être asservie sur la mesure capacitive de déplacement précédente. L'ensemble de ces considérations bien connues est décrit dans l'art , antérieur, notamment dans le brevet FR 2 769 369. Avec ce type d'accéléromètre, l'homme du métier se voit typiquement confronté à la présence d'un bruit superposé à la mesure. Dans le cas des acceléromètres incorporant une série d'électrodes interdigitées, il s'avère qu'une partie du bruit provient d'une vibration apparaissant de manière non souhaitée au niveau de chaque doigt. Ce bruit, qui peut avoir diverses origines, peut notamment provenir d'une sollicitation extérieure dont le spectre en fréquence couvre la fréquence de vibration des doigts. Dans le cas particulier des acceléromètres à rappel de partie mobile, et notamment les acceléromètres à rappel asservi, cette vibration peut être en outre alimentée mécaniquement par les forces de rappel qui sont appliquées de manière répétée à la masse. Dans ce cas, cette vibration produit une modulation d'amplitude de la force de rappel. Il en résulte un bruit indésirable dans la bande d'intérêt. La présence d'un bruit ayant l'une quelconque de ces différentes origines forme un premier problème. Un second problème réside dans le fait que les doigts s'avèrent fragiles en flexion. Qu'ils vibrent en résonance ou qu'ils soient simplement soumis à de fortes accélérations, ces doigts sont sujets à des dommages par flexion. Pour résoudre un ou l'ensemble de ces deux problèmes, l'invention consiste en un accéléromètre à masse mobile et partie fixe utilisant des variations de capacitance pour détecter le mouvement de la masse, dans lequel une première série d'électrodes solidaires de la masse est interdigitée avec une série d'électrodes solidaires de la partie fixe, chaque électrode mobile formant, avec une électrode fixe adjacente, une capacitance variable en fonction de la position de la masse mobile, l'accéléromètre comprenant en outre un circuit électronique prévu pour détecter la variation d'au moins une capacitance entre masse mobile et partie fixe en tant qu'indicateur du déplacement de la masse mobile, et pour générer également un effort électrostatique de rappel de la masse mobile dans sa position d'origine, le circuit électronique étant prévu pour générer l'effort de rappel électrostatique de manière asservie sur une mesure de déplacement précédente, caractérisé en ce que l'effort répétitif de rappel ainsi généré est spécifiquement choisi pour que son spectre fréquence de puissance mécanique présente une zone à puissance sensiblement nulle à la fréquence de résonance mécanique des électrodes de la masse mobile et/ou de la partie fixe. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement un mode particulier de réalisation d'un capteur d'accélération selon l'invention ; - les figures 2a à 2c sont des tracés représentant les spectres en fréquence respectivement du bruit lié à la tension de rappel de la masse, d'une fonction de transformation de cette tension en force avec et sans résonance des doigts, et de la force résultante, avec et sans résonance des doigts là encore ; ; ' - la figure 3 représente les spectres en fréquence d'une tension d'asservissement puisée et d'un signal en créneaux fenetrant cette tension ; - la figure 4 représente des électrodes interdigitées selon une variante de l'invention ; - la figure 5 représente des électrodes interdigitées selon une autre variante de l'invention. Le capteur d'accélération représenté sur la figure 1 comprend les éléments suivants, réalisés dans un même substrat semi-conducteur 1 : - une armature fixe 2 ; - deux séries d'électrodes fixes 3 et 7 rigidement solidaires de l'armature 2 ; - une série d'électrodes 4 supportées par une plaque mobile 5 ; - des ressorts 6 liant la plaque mobile 5 à l'armature 2 (un seul ressort est représenté ici, pour raison de clarté du dessin) ; Les électrodes mobiles 4 sont électriquement isolées des électrodes fixes 3 et 7. Les électrodes 3 forment avec les électrodes 4 en vis à vis un condensateur C1. Les électrodes 7 forment avec les électrodes 4 en vis à vis un condensateur C2. Lorsque la masse mobile se déplace par rapport à la partie fixe, les valeurs de C1 et C2 varient en sens inverse. Ceci permet de mesurer la position relative de la masse mobile. En outre, dans le présent mode de réalisation, une tension appliquée aux bornes de C1 produit une force électrostatique qui tend à rapprocher les électrodes 3 et 4, donc à déplacer la masse mobile dans une direction, tandis qu'une tension appliquée aux bornes de C2 tend à déplacer la masse mobile dans l'autre direction. Un circuit électronique, non représenté ici et connu de l'homme de l'art, est relié à chaque série d'électrodes fixes 3 et 7 et à la série d'électrodes mobiles 4. Préférentiellement de type à capacités commutées, ce circuit est cadencé au rythme d'une horloge, et applique cycliquement, par phases successives, une tension de mesure aux bornes de chaque condensateur, permettant de mesurer leur capacité (mesure différentielle des deux capacités voisines). Le déplacement mesuré est indicatif du déplacement de la plaque mobile 5 due à l'accélération ponctuellement présente. La durée de la phase d'application d'une tension de mesure, notée Te et également appelée durée de chargement, ou encore durée de la phase détecteur, est très inférieure à la période de résonance du système (et donc à la période de vibration du sol). L'asservissement mis en place ici consiste à annuler le mouvement relatif de la masse 5 en appliquant une force entre la série d'électrodes mobiles et l'une ou l'autre des séries d'électrodes fixes (C1 ou C2). II s'agit d'une force électrostatique et c'est la phase actionneur lorsque celle-ci est appliquée de manière temporellement distincte de la phase détecteur. C'est préférentiellement le même circuit électronique qui alternativement mesure la position de la masse mobile et tend à la ramener à sa position initiale en appliquant les tensions adéquates aux bornes des condensateurs C1 et ou C2. Ainsi le circuit définit un multiplexage entre mesure et contre- réaction, avec préférentiellement une décharge des capacités entre ces deux étapes. La gamme de fréquences pour le multiplexage est par exemple 100 à 500 fois la fréquence de résonance du système. Dans un autre mode de réalisation, le rappel de la masse mobile peut être mis en œuvre simultanément à la mesure de déplacement. La puce mécanique résonne typiquement à 500 Hz. La fréquence de résonance, choisie préférentiellement au plus proche de la fréquence de vibration du sol, est, dans le présent exemple, ajustée par réglage d'une raideur électrostatique ke. Cette raideur est superposée à la raideur mécanique et ajustée par la durée de l'étape de chargement de mesure des capacités. La raideur électrostatique est ici choisie pour baisser la fréquence de résonance du système, la raideur mécanique étant choisie délibérément au- delà de la fréquence haute de; la bande d'intérêt. Cette disposition optionnelle, connue du document FR 2 769 309, permet de limiter l'affalement, de réduire la distance inter-électrodes, et donc d'utiliser des champs électriques élevés (donc une forte raideur électrostatique). Cette disposition permet en outre d'optimiser les performances dans la bande passante utile et de compenser la dispersion de raideur mécanique des ressorts de suspension de plaques mobiles, dispersion constatée typiquement avec les procédés de fabrication habituels. Grâce à la raideur électrostatique, la fréquence apparente est ramenée à 140 Hz pour réduire au mieux le bruit dans la bande utile (0-200 Hz). Les électrodes fixes et mobiles ont la forme de « doigts », poutres habituellement parallélépipédiques en silicium reliées entre elles par une base à la manière d'un peigne. Chacun de ces doigts présente une fréquence de résonance correspondant à celle d'une poutre encastrée à une extrémité. Dans le cas présent, la fréquence de résonance des doigts était typiquement de 90 kHz et est passée à 585 kHz après une première modification décrite dans le texte qui suit. Les inventeurs ont identifié que ces doigts ont une tendance à résonner considérablement, et ce avec d'autant plus d'amplitude que la pression ambiante est très faible à l'intérieur de la puce. Le mouvement résultant est responsable du repliement en bande de base, par transposition de fréquence du bruit présent dans la force d'asservissement, et donc de la dégradation du bruit global du géophone, en particulier quand on augmente l'accélération maximale compensable (Amaχ) avec l'actionneur. On analysera ci-après les composantes spectrales du signal de rappel respectif appliqué sur la masse. Afin d'exposer les moyens mis en œuvre pour limiter la résonance des doigts, on dresse d'abord ici la constatation selon laquelle la force d'asservissement répétée, F, appliquée à la plaque mobile 5, , à pour expression F = (ε .S.V2)/(2.d2) avec S : surface en regard des électrodes, V : tension entre les électrodes et d : distance entre les électrodes. Si V et d varient avec le temps, on peut écrire F(t) = F1 (t).F2(t) avec F1 (t) = V(t)2 et F2(t) = ε .S/2.d(t)2 Une multiplication temporelle se traduisant par une convolution fréquentielle, on a F(f) = F1(f) ® F2(f). L'allure de F1 (f) est représentée en figure 2a, par la courbe 10 (en l'absence de signal d'accélération) et celle de F2(f) en figure 2b (courbe 20 : doigts résonnants, courbe 30 doigts non résonnants). L'allure du spectre de force F(f) est également représentée en figure 2c (courbe 40 : doigts résonnants et 50 : doigts non résonnants). On observe la remontée de bruit indésirable en bande de base due à la résonance des doigts. En d'autres termes, les doigts entrent en résonance du fait que leur fréquence propre se trouve fort représentée dans le spectre énergétique de la force d'asservissement répétitive telle qu'adoptée dans ce type d'accéléromètre. Notons que, du fait de l'échantillonnage, le spectre est répété à l'infini avec une récurrence Fe, fréquence d'échantillonnage, tel que représenté sous la référence 60 à la figure 3. Il est intéressant d'observer que, du fait que la force de contre- réaction se présente sous la forme d'impulsions répétées de largeur Ta et non sous la forme de Diracs (largeur nulle), cela signifie que ce spectre 60 est multiplié par une fonction en sinus cardinal avec un premier zéro à la fréquence 1/Ta. Sur la figure 3, la courbe 60 représente le spectre d'asservissement en fréquence avec des impulsions de courte durée (Dirac) et la courbe 80 avec les impulsions réelles, de durée Ta donc avec des zones assez larges à puissance presque inexistante. En ordonnée, est rapportée la valeur de la force d'asservissement FCOntroi en fonction de la fréquence f. Sur la figure 3, la courbe 70, transformée en fréquence du signal à impulsions de durée Ta, est un sinus cardinal de formule Sin (Pi.T.Fa)/(Pi.FaTa). (avec un premier zéro à la fréquence 1/Ta). ' La courbe 80 est donc le résultat de la multiplication de la courbe 60 par la courbe 70. On propose ici de profiter de ces creux d'énergie jusqu'alors non mis à profit. Pour cela, on met en œuvre une concordance entre l'un de ces creux d'énergie et la fréquence de résonance des doigts. Une première disposition préférentielle est de choisir un positionnement du sinus cardinal pour placer un retour à zéro de l'énergie sur la fréquence de résonance des doigts, le spectre résultant du produit ayant alors lui aussi un retour à zéro à la résonance. Ce positionnement est effectué par exemple en choisissant une valeur de Ta appropriée, de manière à ce que la valeur 1/Ta se trouve placée sur la fréquence de résonance des doigts. On peut, de la même manière, utiliser d'autres retours à zéro du sinus cardinal 70. On notera que cela suppose que la fréquence des doigts soit supérieure à Fe, Ta ne pouvant être >Te (Te désigne la période d'échantillonnage). Le choix d'un spectre ainsi placé permet un gain important sur le niveau de bruit de l'accéléromètre. Selon une autre disposition, on configure les doigts fixes et/ou mobiles 3 et 4 pour que leur résonance se trouve ramenée dans un tel puits naturel d'énergie, puits dû à l'application des forces pendant les durées Ta en phase actionneur encadrées par des retours à zéro de la force de rappel. La fréquence préférée pour la résonance des doigts est celle égale à 1/Ta, correspondant au premier passage à zéro du sinus cardinal, transformée du signal en créneaux. Typiquement, Ta vaut 14/32 Te, donc 1/Ta=585kHz pourThe invention relates to micromachined accelerometers which in particular make it possible to measure the movement of the ground for geophysical applications (mapping of the subsoil by seismic method). The invention relates in particular to accelerometers which implement a mass-spring system, in particular when the mass forms a series of fingers which are inter-digested with corresponding fingers of a fixed part. In this type of device, each pair of fingers facing each other forms a measurement capacitor. It will also be recalled here that the fingers constituting the capacitors can be used both for measuring the displacement by measuring the variation in capacity, and at the same time for recalling the mass in its original position, by application of a force electrostatic within each capacity thus formed. The return electrostatic force can be controlled on the previous capacitive displacement measurement. All of these well-known considerations are described in the prior art, in particular in patent FR 2 769 369. With this type of accelerometer, those skilled in the art are typically confronted with the presence of superimposed noise. to measure. In the case of accelerometers incorporating a series of interdigitated electrodes, it turns out that part of the noise comes from a vibration appearing undesirably at each finger. This noise, which can have various origins, can in particular come from an external stress whose frequency spectrum covers the frequency of vibration of the fingers. In the particular case of accelerators with movable part return, and in particular accelerators with controlled return, this vibration can also be mechanically fed by the return forces which are applied repeatedly to the mass. In this case, this vibration produces an amplitude modulation of the restoring force. This results in undesirable noise in the band of interest. The presence of noise having any of these different origins forms a first problem. A second problem lies in the fact that the fingers prove to be fragile in bending. Whether they vibrate in resonance or are simply subjected to strong accelerations, these fingers are subject to damage by bending. To solve one or all of these two problems, the invention consists of an accelerometer with moving mass and fixed part using variations in capacitance to detect the movement of the mass, in which a first series of electrodes secured to the mass is prohibited with a series of electrodes integral with the fixed part, each mobile electrode forming, with an adjacent fixed electrode, a variable capacitance as a function of the position of the mobile mass, the accelerometer further comprising an electronic circuit provided for detecting the variation of at least one capacitance between moving mass and fixed part as an indicator of the displacement of the moving mass, and also to generate an electrostatic force to return the moving mass to its original position, the electronic circuit being designed to generate the electrostatic return force in a controlled manner on a previous displacement measurement, characterized é in that the repetitive restoring force thus generated is specifically chosen so that its mechanical power frequency spectrum has a zone with power that is substantially zero at the mechanical resonance frequency of the electrodes of the moving mass and / or of the fixed part. Other characteristics, objects and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, made with reference to the appended figures in which: - Figure 1 schematically shows a particular embodiment of a sensor acceleration according to the invention; FIGS. 2a to 2c are plots representing the frequency spectra respectively of the noise linked to the mass return voltage, of a function of transformation of this tension into force with and without resonance of the fingers, and of the resulting force, with and without resonance of the fingers there again; ; '- Figure 3 shows the frequency spectra of a pulsed voltage and a servo signal in slots windowing this voltage; - Figure 4 shows interdigitated electrodes according to a variant of the invention; - Figure 5 shows interdigitated electrodes according to another variant of the invention. The acceleration sensor shown in FIG. 1 comprises the following elements, produced in the same semiconductor substrate 1: - a fixed armature 2; - two sets of fixed electrodes 3 and 7 rigidly secured to the frame 2; - A series of electrodes 4 supported by a movable plate 5; - springs 6 connecting the movable plate 5 to the frame 2 (a single spring is shown here, for the sake of clarity of the drawing); The mobile electrodes 4 are electrically isolated from the fixed electrodes 3 and 7. The electrodes 3 form with the electrodes 4 opposite a capacitor C1. The electrodes 7 form, with the electrodes 4 opposite, a capacitor C2. When the moving mass moves relative to the fixed part, the values of C1 and C2 vary in opposite directions. This allows the relative position of the moving mass to be measured. In addition, in the present embodiment, a voltage applied to the terminals of C1 produces an electrostatic force which tends to bring the electrodes 3 and 4 together, therefore to move the moving mass in one direction, while a voltage applied to the terminals of C2 tends to move the moving mass in the other direction. An electronic circuit, not shown here and known to those skilled in the art, is connected to each series of fixed electrodes 3 and 7 and to the series of mobile electrodes 4. Preferably of the switched capacity type, this circuit is clocked to the rhythm of a clock, and cyclically applies, in successive phases, a measurement voltage across each capacitor, making it possible to measure their capacity (differential measurement of the two neighboring capacities). The displacement measured is indicative of the displacement of the movable plate 5 due to the acceleration punctually present. The duration of the phase of application of a measurement voltage, denoted Te and also called charging time, or also duration of the detector phase, is much less than the resonance period of the system (and therefore the vibration period of the ground). The control set up here consists in canceling the relative movement of the mass 5 by applying a force between the series of mobile electrodes and one or the other of the series of fixed electrodes (C1 or C2). It is an electrostatic force and it is the actuator phase when it is applied in a time separate from the detector phase. It is preferably the same electronic circuit which alternately measures the position of the moving mass and tends to bring it back to its initial position by applying the adequate voltages across the terminals of the capacitors C1 and or C2. Thus the circuit defines a multiplexing between measurement and feedback, preferably with a discharge of the capacities between these two stages. The frequency range for multiplexing is for example 100 to 500 times the resonance frequency of the system. In another embodiment, the recall of the mobile mass can be implemented simultaneously with the displacement measurement. The mechanical chip typically resonates at 500 Hz. The resonance frequency, preferably chosen as close as possible to the ground vibration frequency, is, in the present example, adjusted by adjusting an electrostatic stiffness k e . This stiffness is superimposed on the mechanical stiffness and adjusted by the duration of the loading step of capacity measurement. The electrostatic stiffness is here chosen to lower the resonant frequency of the system, the mechanical stiffness being chosen deliberately beyond the high frequency of; the band of interest. This optional arrangement, known from document FR 2 769 309, makes it possible to limit the slump, to reduce the inter-electrode distance, and therefore to use high electric fields (therefore a high electrostatic stiffness). This arrangement also makes it possible to optimize the performance in the useful bandwidth and to compensate for the dispersion of mechanical stiffness of the suspension springs of movable plates, dispersion typically observed with the usual manufacturing processes. Thanks to the electrostatic stiffness, the apparent frequency is reduced to 140 Hz to best reduce the noise in the useful band (0-200 Hz). The fixed and mobile electrodes have the shape of "fingers", usually parallelepipedic silicon beams connected to each other by a base like a comb. Each of these fingers has a resonant frequency corresponding to that of a beam embedded at one end. In the present case, the resonant frequency of the fingers was typically 90 kHz and increased to 585 kHz after a first modification described in the text which follows. The inventors have identified that these fingers have a tendency to resonate considerably, and this with all the more amplitude as the ambient pressure is very low inside the chip. The resulting movement is responsible for the folding into baseband, by frequency transposition of the noise present in the servo force, and therefore for the degradation of the overall noise of the geophone, in particular when the maximum compensable acceleration is increased (A m aχ) with the actuator. The spectral components of the respective recall signal applied to the mass will be analyzed below. In order to explain the means used to limit the resonance of the fingers, we first draw here the observation that the repeated servo force, F, applied to the movable plate 5,, with the expression F = (ε .SV 2 ) / (2.d 2 ) with S: surface facing the electrodes, V: voltage between the electrodes and d: distance between the electrodes. If V and d vary over time, we can write F (t) = F1 (t). F2 (t) with F1 (t) = V (t) 2 and F2 (t) = ε .S / 2.d (t) 2 A temporal multiplication resulting in a frequency convolution, we have F (f) = F1 (f) ® F2 (f). The shape of F1 (f) is represented in FIG. 2a, by curve 10 (in the absence of an acceleration signal) and that of F2 (f) in FIG. 2b (curve 20: resonant fingers, curve 30 fingers not resonant). The shape of the force spectrum F (f) is also represented in FIG. 2c (curve 40: resonant fingers and 50: non-resonant fingers). We observe the rise of undesirable noise in the baseband due to the resonance of the fingers. In other words, the fingers enter into resonance because their natural frequency is strongly represented in the energy spectrum of the repetitive servo force as adopted in this type of accelerometer. Note that, due to sampling, the spectrum is repeated endlessly with a recurrence Fe, sampling frequency, as shown under the reference 60 in FIG. 3. It is interesting to observe that, due to that the feedback force is in the form of repeated pulses of width Ta and not in the form of Diracs (zero width), this means that this spectrum 60 is multiplied by a function in cardinal sine with a first zero at the frequency 1 / Ta. In FIG. 3, curve 60 represents the frequency servo spectrum with short-duration pulses (Dirac) and curve 80 with real pulses, of duration Ta therefore with fairly large zones with almost nonexistent power. On the ordinate, the value of the servo force F CO n t r o i is reported as a function of the frequency f. In FIG. 3, the curve 70, transformed into frequency of the pulse signal of duration Ta, is a cardinal sine of formula Sin (Pi.T.Fa) / (Pi.FaTa). (with a first zero at the frequency 1 / Ta). ' The curve 80 is therefore the result of the multiplication of the curve 60 by the curve 70. We propose here to take advantage of these hollows of energy hitherto not taken advantage of. For this, a concordance is implemented between one of these energy depressions and the resonant frequency of the fingers. A first preferential arrangement is to choose a positioning of the cardinal sinus to place a return to zero of the energy on the resonance frequency of the fingers, the spectrum resulting from the product then also having a return to zero at resonance. This positioning is carried out for example by choosing an appropriate value of Ta, so that the value 1 / Ta is placed on the resonance frequency of the fingers. We can, in the same way, use other returns to zero of the cardinal sine 70. It will be noted that this supposes that the frequency of the fingers is greater than Fe, Ta cannot be> Te (Te denotes the sampling period) . The choice of a spectrum thus placed allows a significant gain on the noise level of the accelerometer. According to another arrangement, the fixed and / or mobile fingers 3 and 4 are configured so that their resonance is reduced to such a natural energy well, a well due to the application of forces during the durations Ta in the actuator phase framed by returns to zero of the restoring force. The preferred frequency for the resonance of the fingers is that equal to 1 / Ta, corresponding to the first zero crossing of the cardinal sinus, transformed from the signal into slots. Typically, Ta is worth 14/32 Te, so 1 / Ta = 585kHz for
Fe=256 kHz. En version parallélépipédique, pour augmenter la fréquence de résonance des doigts dans un rapport 6,5 sans réduire la longueur dans le rapport racine carrée de (6,5), il faudrait des doigts d'une longueur de 160 μm, ce qui est incompatible avec les, possibilités en tension de l'électronique (pour actionner la masse il faudrait des tensions élevées). Pour modifier la fréquence de résonance des doigts, on adopte ici préférentiellement un profil trapézoïdal tel qu'illustré à la figure 4. Avec des doigts ayant une longueur de 240 μm, une largeur L au niveau de l'ancrage ayant une valeur de 20 μm et une largeur I au sommet de 4 μm, on atteint typiquement une fréquence de résonance de 585 kHz. Un autre mode de réalisation, représenté sur la figure 5, consiste à adopter une forme à réductions abruptes successives de la largeur, en direction de l'extrémité libre. Un tel mode de réalisation présente des avantages supplémentaires dans sa facilité de réalisation avec des machines de découpage simples. En effet une telle forme de doigts ne nécessite aucune coupe oblique, ce qui facilite l'opération de découpage. L'adoption d'une base large pour une forme effilée diminue la masse fléchissante et accroît la résistance mécanique à la base. La fréquence de résonance en flexion se trouve très nettement augmentée. De plus les amplitudes d'oscillations sont très nettement réduites. Toutefois, les surfaces en vis à vis entre doigts adjacents restent d'une étendue quasiment inchangée, n'affectant ainsi pratiquement pas les propriétés électriques des capacités en présence. On préfère la forme trapézoïdale, car cette dernière ne présente aucune sous partie rectiligne et donc particulièrement flexible localement. On prévoit également une variante de doigt à bords courbés, par exemple à courbure externe convexe, mais qui peut également être concave, formant une forme générale de trapèze arrondie. Une telle forme s'avère plus compacte et présente une fréquence de résonance encore plus élevée. Bien qu'une forme de doigt à largeur diminuant en rapprochement de l'extrémité libre soit bénéfique à la résistance en flexion, il peut être avantageux d'adopter une forme différente, notamment pour décaler la fréquence de résonance vers une fréquence plus élevée. Il est à noter que cette modification géométrique de la fréquence de résonance des doigts, ici exposée en référence à une source de vibration interne, permet également d'échapper à des sources de vibration d'autres natures. Ainsi, dans le cas d'accéléromètres non asservis, et également des acceléromètres non multiplexes (c'est-à-dire notamment dans lesquels le rappel se fait simultanément à la mesure), la modification de la fréquence de résonance des doigts permet d'échapper à des fréquences de sollicitations d'origine externe. Ainsi, on place les fréquences de résonance des doigts en dehors des plages de fréquences des vibrations d'origine externe, qui, sinon, seraient sollicitantes. On notera que plus la fréquence de résonance est élevée, plus l'amplitude du mouvement est faible. Fe = 256 kHz. In a parallelepiped version, to increase the resonance frequency of the fingers in a 6.5 ratio without reducing the length in the square root ratio of (6.5), fingers of a length of 160 μm would be required, which is incompatible with the voltage possibilities of the electronics (to actuate the ground, high voltages would be required). To modify the resonant frequency of the fingers, a trapezoidal profile is preferably adopted here as illustrated in FIG. 4. With fingers having a length of 240 μm, a width L at the level of the anchor having a value of 20 μm and a width I at the top of 4 μm, a resonance frequency of 585 kHz is typically reached. Another embodiment, represented in FIG. 5, consists in adopting a shape with successive abrupt reductions in width, in the direction of the free end. Such an embodiment has additional advantages in its ease of implementation with simple cutting machines. Indeed, such a shape of fingers does not require any oblique cut, which facilitates the cutting operation. The adoption of a wide base for a tapered shape decreases the flexing mass and increases the mechanical resistance at the base. The flexural resonance frequency is very markedly increased. In addition, the amplitudes of oscillations are very markedly reduced. However, the facing surfaces between adjacent fingers remain of almost unchanged extent, thus practically not affecting the electrical properties of the capacitors present. We prefer the trapezoidal shape, because the latter has no rectilinear subpart and therefore particularly flexible locally. A finger variant is also provided with curved edges, for example with convex external curvature, but which can also be concave, forming a general shape of rounded trapezium. Such a shape turns out to be more compact and has an even higher resonant frequency. Although a finger shape with a width that decreases towards the free end is beneficial to the flexural strength, it can be advantageous to adopt a different shape, in particular to shift the resonant frequency to a higher frequency. It should be noted that this geometrical modification of the resonant frequency of the fingers, here exposed with reference to an internal source of vibration, also makes it possible to escape from other sources of vibration. Thus, in the case of non-servo accelerometers, and also of non-multiplex accelerometers (that is to say in particular in which the recall is made simultaneously with the measurement), the modification of the resonance frequency of the fingers makes it possible to escape from stress frequencies of external origin. Thus, the resonant frequencies of the fingers are placed outside the frequency ranges of vibrations of external origin, which would otherwise be stressful. It will be noted that the higher the resonance frequency, the lower the amplitude of the movement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Accéléromètre à masse mobile (5) et partie fixe (2) utilisant des variations de capacitance (3,4) pour détecter le mouvement de la masse (5), dans lequel une première série d'électrodes (3, 4) solidaires de la masse (5) est interdigitée avec une série d'électrodes (3,4) solidaires de la partie fixe (2), chaque électrode mobile (4) formant, avec une électrode fixe (3) adjacente, une capacitance variable en fonction de la position de la masse mobile (5), l'accéléromètre comprenant en outre un circuit électronique prévu pour détecter la variation d'au moins une capacitance entre masse mobile (5) et partie fixe (2) en tant qu'indicateur du déplacement de la masse mobile, et pour générer également un effort électrostatique de rappel de la masse mobile (5) dans sa position d'origine, le circuit électronique étant prévu pour générer l'effort de rappel électrostatique de manière asservie sur une mesure de déplacement précédente, caractérisé en ce que l'effort répétitif de rappel ainsi généré est spécifiquement choisi pour que son spectre fréquence de puissance mécanique (10,20) présente une zone à puissance sensiblement nulle à la fréquence de résonance mécanique des électrodes (4) de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2). 1. Mobile mass accelerometer (5) and fixed part (2) using variations in capacitance (3,4) to detect the movement of the mass (5), in which a first series of electrodes (3, 4) are integral mass (5) is prohibited with a series of electrodes (3,4) integral with the fixed part (2), each mobile electrode (4) forming, with an adjacent fixed electrode (3), a capacitance that varies according to of the position of the moving mass (5), the accelerometer further comprising an electronic circuit provided for detecting the variation of at least one capacitance between moving mass (5) and fixed part (2) as an indicator of displacement of the moving mass, and to also generate an electrostatic restoring force of the moving mass (5) in its original position, the electronic circuit being provided to generate the electrostatic restoring force in a controlled manner on a previous displacement measurement , characterized in that the ef strong repetitive booster thus generated is specifically chosen so that its mechanical power frequency spectrum (10,20) has a zone with substantially zero power at the mechanical resonance frequency of the electrodes (4) of the moving mass (5) and / or of the fixed part (2).
2. Accéléromètre selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens d'asservissement mettent en œuvre un rappel répété de la masse mobile dans des créneaux de temps (Ta), et en ce que la transformée en fréquence (20) du signal en créneaux correspondant présente un retour sensiblement à zéro au niveau de la fréquence de résonance des électrodes (3,4) de la partie mobile (5) et/ou de la partie fixe (2). 2. Accelerometer according to claim 1, characterized in that the servo means implement a repeated recall of the moving mass in time slots (Ta), and in that the frequency transform (20) of the signal in corresponding slots has a return to substantially zero at the resonance frequency of the electrodes (3,4) of the movable part (5) and / or of the fixed part (2).
3. Accéléromètre selon la revendication 2, caractérisé en ce que la durée moyenne des créneaux est prédéterminée pour que la transformée en fréquence (20) du signal en créneaux présente un retour à zéro (1/Ta) au niveau de la fréquence de résonance des électrodes (3,4) de la partie mobile (5) et/ou de la partie fixe (2). 3. Accelerometer according to claim 2, characterized in that the average duration of the slots is predetermined so that the frequency transform (20) of the slot signal has a return to zero (1 / Ta) at the resonance frequency of the electrodes (3,4) of the movable part (5) and / or of the fixed part (2).
4. Accéléromètre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la durée moyenne des créneaux (Ta) est choisie pour que sa transformée en fréquence (20) présente son premier retour à zéro (1/Ta,) au niveau de la fréquence de résonance des électrodes (4) de la partie mobile (5) et/ou de la partie fixe (2). 4. Accelerometer according to claim 3, characterized in that the average duration of the slots (Ta) is chosen so that its frequency transform (20) presents its first return to zero (1 / Ta,) at the resonant frequency electrodes (4) of the mobile part (5) and / or of the fixed part (2).
5. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que la force de rappel électrostatique est mise en œuvre par créneaux de temps de largeur moyenne Ta, et en ce que Ta est choisi selon la relation 1 /Ta = F où F est la fréquence de résonance des électrodes (4) de la partie mobile (5) et/ou de la partie fixe (2). 5. Accelerometer according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electrostatic restoring force is implemented by time slots of average width Ta, and in that Ta is chosen according to the relation 1 / Ta = F where F is the resonance frequency of the electrodes (4) of the movable part (5) and / or of the fixed part (2).
6. Accéléromètre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la transformée en fréquence du signal en créneaux présente la forme d'un sinus cardinal. 6. Accelerometer according to the preceding claim, characterized in that the frequency transform of the signal in slots has the form of a cardinal sine.
7. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une ou des électrode(s) (3,4) de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2) présentent chacune une section dont la largeur varie en direction de leur extrémité libre. 7. Accelerometer according to any one of the preceding claims, characterized in that one or more electrode (s) (3,4) of the moving mass (5) and / or of the fixed part (2) each have a section whose width varies in the direction of their free end.
8. Accéléromètre selon la revendication 7, caractérisé en ce que les électrodes (3,4) de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2) présentent au moins une portion à évolution continue de la largeur de section. 8. Accelerometer according to claim 7, characterized in that the electrodes (3,4) of the movable mass (5) and / or of the fixed part (2) have at least a portion with continuous evolution of the section width.
9. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les électrodes (3,4) de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2) présentent au moins une portion dont la largeur de section présente des évolutions abruptes. 9. Accelerometer according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the electrodes (3,4) of the moving mass (5) and / or of the fixed part (2) have at least one portion whose width of section presents abrupt evolutions.
10. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les électrodes (3,4) de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2) présentent. au moins une portion dont la largeur de section décroît en direction de l'extrémité libre de l'électrode considérée. 10. Accelerometer according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the electrodes (3,4) of the moving mass (5) and / or of the fixed part (2) have. at least one portion whose section width decreases towards the free end of the electrode considered.
11. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les électrodes (3,4) de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2) incluent une forme trapézoïdale de largeur (L,l) décroissante en direction de leur extrémité libre. 11. Accelerometer according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the electrodes (3,4) of the moving mass (5) and / or of the fixed part (2) include a trapezoidal shape of width (L , l) decreasing towards their free end.
12. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 7 à 11 , caractérisé en ce que les électrodes (3,4), de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2) incluent une portion dont la largeur de section (L,l) varie par paliers de largeur constante, la largeur (L,l) changeant de manière abrupte entre chaque palier. 12. Accelerometer according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the electrodes (3,4), of the moving mass (5) and / or of the fixed part (2) include a portion the width of section (L, l) varies in stages of constant width, the width (L, l) changing abruptly between each stage.
13. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que les électrodes (3,4) de la masse mobile (5) et/ou de la partie fixe (2) incluent une portion dont la largeur est décroissante progressivement en direction de l'extrémité libre de l'électrode, en formant au moins un bord latéral arrondi. 13. Accelerometer according to any one of claims 7 to 12, characterized in that the electrodes (3,4) of the moving mass (5) and / or of the fixed part (2) include a portion whose width is decreasing gradually towards the free end of the electrode, forming at least one rounded side edge.
14. Accéléromètre selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que les électrodes (3) de la partie fixe (2) présentent une forme complémentaire à l'interstice situé entre deux électrodes adjacentes (4) de la masse mobile (5). 14. Accelerometer according to any one of claims 7 to 13, characterized in that the electrodes (3) of the fixed part (2) have a shape complementary to the gap located between two adjacent electrodes (4) of the mobile mass (5).
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2858853B1 (en) * 2003-08-13 2006-01-13 Sercel Rech Const Elect ACCELEROMETER WITH REDUCED PARASITE VIBRATION BY IMPROVED ELECTRODE FORM
FR2881568B1 (en) * 2005-02-03 2011-01-14 Commissariat Energie Atomique CAPACITOR WITH VARIABLE CAPACITY AND SPECIFIC SHAPE, GYROMETER COMPRISING SUCH CAPACITOR AND ACCELEROMETER COMPRISING SUCH CAPACITOR
JP2007139505A (en) * 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp Capacitance-type dynamic quantity sensor
FR2924856B1 (en) 2007-12-11 2012-02-10 Memscap CAPACITOR VARIABLE CAPACITOR COMPRISING A MOBILE COMB AND AN INTERMEDIATED FIXED COMB, ACCELEROMETER AND GYROMETER COMPRISING SUCH CAPACITOR
JP4875227B2 (en) * 2009-12-03 2012-02-15 パナソニック株式会社 Vibration power generator, vibration power generation device, and electronic device and communication device equipped with vibration power generation device
FI124794B (en) * 2012-06-29 2015-01-30 Murata Manufacturing Co Improved resonator
NO335565B1 (en) 2012-12-21 2014-12-29 Cggveritas Services Norway As Geophysical acceleration sensor with adjustable impact protection and method
JPWO2014203903A1 (en) * 2013-06-19 2017-02-23 株式会社村田製作所 Resonance frequency adjustment module
FI126199B (en) * 2013-06-28 2016-08-15 Murata Manufacturing Co CAPACITIVE MICROMECHANICAL SENSOR STRUCTURE AND MICROMECHANICAL ACCELERATOR SENSOR
JP6413462B2 (en) * 2014-08-15 2018-10-31 セイコーエプソン株式会社 Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, electronic device and mobile object
US10352960B1 (en) * 2015-10-30 2019-07-16 Garmin International, Inc. Free mass MEMS accelerometer
CN108225296B (en) * 2018-01-26 2019-12-27 维沃移动通信有限公司 MEMS gyroscope, electronic equipment and control method of electronic equipment

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5249465A (en) * 1990-12-11 1993-10-05 Motorola, Inc. Accelerometer utilizing an annular mass
FI93579C (en) * 1993-08-20 1995-04-25 Vaisala Oy Capacitive encoder feedback with electrostatic force and method for controlling the shape of its active element
DE4439203C2 (en) * 1994-11-03 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Circuit arrangement for evaluating an acceleration sensor signal
JP3216455B2 (en) * 1994-12-22 2001-10-09 株式会社村田製作所 Capacitive electrostatic servo acceleration sensor
KR100363247B1 (en) * 1995-10-28 2003-02-14 삼성전자 주식회사 Vibrating structure and method for controlling natural frequency of vibrating structure
JP3348240B2 (en) * 1996-09-05 2002-11-20 松下電器産業株式会社 Digital filter and servo motor controller
FR2769369B1 (en) * 1997-10-08 1999-12-24 Sercel Rech Const Elect MOBILE PLATE ACCELEROMETER WITH ELECTROSTATIC FEEDBACK MOTOR
DE19808549B4 (en) * 1998-02-28 2008-07-10 Robert Bosch Gmbh Micromechanical comb structure as well as acceleration sensor and drive with this comb structure
JPH11271830A (en) * 1998-03-24 1999-10-08 Nikon Corp Shake detection device, shake correction device and shake correction camera
JP4178658B2 (en) * 1998-06-30 2008-11-12 株式会社デンソー Capacitive physical quantity detector
JP2000206142A (en) * 1998-11-13 2000-07-28 Denso Corp Semiconductor dynamic quantity sensor and its manufacture
US6301965B1 (en) * 1999-12-14 2001-10-16 Sandia Corporation Microelectromechanical accelerometer with resonance-cancelling control circuit including an idle state
JP2001227954A (en) * 2000-02-15 2001-08-24 Toyota Motor Corp Physical quantity detecting device
JP2002040045A (en) * 2000-07-21 2002-02-06 Denso Corp Dynamic quantity sensor
EP1624286B1 (en) * 2004-08-03 2017-10-04 STMicroelectronics Srl Micro-electro-mechanical sensor with force feedback loop

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005017538A1 *

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Publication number Publication date
US7552638B2 (en) 2009-06-30
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JP2007501939A (en) 2007-02-01
WO2005017538A1 (en) 2005-02-24
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NO339398B1 (en) 2016-12-12
CN1842710A (en) 2006-10-04
NO20061113L (en) 2006-04-20

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