IT202000003868A1 - Inclinometro mems avente ridotto errore di rettificazione di vibrazioni - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: ?INCLINOMETRO MEMS AVENTE RIDOTTO ERRORE DI RETTIFICAZIONE DI VIBRAZIONI?

La presente invenzione ? relativa ad un inclinometro MEMS (?Micro Electro-Mechanical System?) avente ridotto errore di rettificazione di vibrazioni.

Come noto, gli inclinometri sono dispositivi utilizzati per monitorare l?angolo di inclinazione di un oggetto o di una struttura rispetto ad uno o pi? assi o piani di riferimento. In particolare, sono noti inclinometri formati da accelerometri fuori piano (cio? sensibili ad accelerazioni lungo un asse perpendicolare ad un piano di riferimento, tale asse essendo tipicamente coincidente con la direzione della gravit? terrestre) progettati in modo da misurare l?inclinazione di una superficie alla quale vengono vincolati.

In campo industriale, inclinometri ad altissima precisione e risoluzione sono necessari ad esempio per monitorare il puntamento di antenne, lo stato di salute strutturale di edifici e altre strutture architettoniche e lo stato di livellamento di piattaforme offshore.

Gli inclinometri realizzati in tecnologia MEMS sono realizzati su piastrine di materiale semiconduttore, ad esempio silicio. Questo ha permesso un?ampia diffusione di tali dispositivi grazie alle ridotte dimensioni, alla elevata accuratezza, alla possibilit? di integrarli in circuiti elettrici per migliorarne le prestazioni e ai bassi costi.

Il meccanismo di funzionamento degli inclinometri MEMS si basa tipicamente su una misura capacitiva, ovvero misurando la capacit? associata ad almeno due elettrodi metallici, disposti affacciati. Ad esempio, sono noti inclinometri comprendenti, ciascuno, due elettrodi disposti affacciati, in modo tale da formare un condensatore a facce piane parallele, come descritto nella domanda di brevetto statunitense US2011/0023604A1.

In tale soluzione viene descritta un?architettura ad altalena (?teeter-totter?), la quale include una massa mobile, un substrato, una pluralit? di elettrodi inferiori ed una pluralit? di elettrodi superiori. Gli elettrodi inferiori sono fissati al substrato e si affacciano su corrispondenti elettrodi superiori, i quali sono solidali con la massa mobile. Tale massa mobile giace, a riposo, in un piano di riferimento parallelo al substrato, ed in uso ? libera di ruotare intorno ad un perno centrale, che divide gli elettrodi superiori in un primo gruppo, il quale include gli elettrodi superiori disposti su un primo lato rispetto al perno centrale, ed un secondo gruppo, il quale include gli elettrodi superiori disposti su un secondo lato rispetto al perno centrale. In posizione di riposo, gli elettrodi superiori del primo e del secondo gruppo sono equidistanti dai rispettivi elettrodi inferiori e dunque i corrispondenti condensatori hanno la stessa capacit?. In uso, quando il dispositivo ? soggetto ad una accelerazione diretta trasversalmente rispetto al piano di riferimento, la massa mobile ruota intorno al perno centrale; conseguentemente, pu? ad esempio avvenire che gli elettrodi superiori del primo gruppo si avvicinino ai rispettivi elettrodi inferiori, e che gli elettrodi superiori del secondo gruppo si allontanino dai rispettivi elettrodi inferiori, generando una differenza di capacit?, la quale ? indicativa dell?inclinazione del dispositivo. In maggior dettaglio, si manifesta una differenza tra una prima capacit? C1, la quale dipende dalla posizione degli elettrodi superiori del primo gruppo, ed una seconda capacit? C2, la quale dipende della posizione degli elettrodi superiori del secondo gruppo. In particolare, la prima e seconda capacit? C1, C2 possono essere descritte dalle seguenti formule:

in cui ?0 ? la permittivit? del vuoto, A ? l?area degli elettrodi, g0 ? la distanza a riposo tra elettrodi superiori ed elettrodi inferiori. Inoltre, x rappresenta uno spostamento, il quale, in condizioni di riposo, e quindi quando la prima e la seconda capacit? C1, C2 sono uguali, ? nullo; al contrario, quando l?inclinometro ? inclinato di un angolo di inclinazione ?, x rappresenta lo spostamento del baricentro degli elettrodi superiori del primo gruppo in direzione dei corrispondenti elettrodi inferiori.

Per garantire accuratezza nelle misure di capacit?, e quindi di inclinazione, gli inclinometri MEMS devono essere robusti rispetto a stimoli esterni indesiderati. In particolare, le due principali fonti di disturbo sono stress meccanici, ad esempio dovuti a variazioni di temperatura o a deformazioni del dispositivo, e vibrazioni spurie della massa mobile attorno al perno, generalmente aventi una frequenza da qualche Hz a qualche kHz.

Ad esempio, in presenza di vibrazioni spurie della massa mobile attorno alla posizione di riposo, lo spostamento x oscilla tra un valore positivo Vp e un valore negativo Vn, tra loro uguali in valore assoluto. Inoltre, la differenza tra la prima e la seconda capacit? C1, C2 non ? lineare rispetto allo spostamento x.

In maggior dettaglio, se la prima e la seconda capacit? C1, C2 hanno una stessa area degli elettrodi A ed una stessa distanza a riposo g0, la curva che definisce la variazione della differenza tra la prima e la seconda capacit? C1, C2 (alla quale nel seguito ci si riferisce semplicemente come alla differenza DIFF) in funzione dello spostamento x ? simmetrica, come mostrato ad esempio in figura 1A. Pertanto, quando lo spostamento x ? rispettivamente pari al valore Vp o Vn, la differenza DIFF assume rispettivamente un primo ed un secondo valore DIFFp e DIFFn, i quali hanno segno differente, ma modulo uguale.

Conseguentemente, anche in presenza delle summenzionate vibrazioni, il contributo, indesiderato, di tali vibrazioni alla differenza DIFF, sulla cui base viene misurata l?inclinazione, ha una media nulla. Conseguentemente, il summenzionato contributo indesiderato pu? essere rimosso, ad esempio implementando un filtraggio.

Al contrario, nel caso in cui la distanza a riposo tra gli elettrodi superiori ed i corrispondenti elettrodi inferiori non sia identica per gli elettrodi superiori del primo e del secondo gruppo, e quindi nel caso in cui vi sia, in condizioni di riposo, uno scostamento (?offset?) gOS tale per cui la prima e seconda capacit? C1, C2 possono essere definite come:

si verifica che la differenza DIFF ha un andamento in funzione dello spostamento x non simmetrico, come mostrato in figura 1B. Pertanto, in presenza delle summenzionate oscillazioni, quando lo spostamento x ? rispettivamente pari al valore positivo Vp o negativo Vn, la differenza DIFF assume rispettivamente un terzo ed un quarto valore DIFFp? e DIFFn?, i quali hanno moduli differenti. Conseguentemente, anche quando le vibrazioni si manifestano attorno alla posizione di riposo, il contributo di tali vibrazioni alla differenza DIFF ha una media non nulla; ci? rende pi? difficile il filtraggio del summenzionato contributo. Pertanto, le vibrazioni possono causare un errore nella misura dell?angolo di inclinazione; tale errore ? noto come errore di rettifica di vibrazione (?vibration rectification error?, VRE).

In pratica, ? noto che le tolleranze degli attuali processi di fabbricazione non consentono di annullare lo scostamento gOS, tuttavia diversi accorgimenti possono essere implementati per limitare l?errore VRE, sia pur solo parzialmente. Ad esempio, ? possibile: minimizzare lo scostamento gOS mediante ricorso a processi di fabbricazione pi? complessi e costosi; diminuire lo spostamento x degli elettrodi per unit? di accelerazione, sebbene ci? comporti per? una diminuzione della sensitivit? degli inclinometri, e dunque una maggiore suscettibilit? al rumore.

Scopo della presente invenzione ? quello di fornire un inclinometro MEMS con un ridotto errore VRE.

Secondo la presente invenzione viene fornito un inclinometro MEMS, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- le figure 1A e 1B mostrano, ciascuna, l?andamento di una grandezza capacitiva indicativa dell?inclinazione, in funzione di uno scostamento, rispettivamente nell?ipotesi di condizioni ideali e non ideali;

- la figura 2 mostra schematicamente una vista dall?alto di una forma di realizzazione del presente inclinometro;

- la figura 3 mostra schematicamente una vista dall?alto di una porzione dell?inclinometro mostrato in figura 2;

- le figure 4A e 4B mostrano schematicamente sezioni trasversali della porzione di inclinometro mostrata in figura 3;

- le figure 5A-5C mostrano schematicamente corrispondenti sezioni trasversali della porzione di inclinometro mostrata in figura 3, in condizioni di riposo, nonch? corrispondenti coppie di assi locali;

- le figure 6A-6C mostrano, rispettivamente, le sezioni trasversali mostrate nelle figure 5A-5C, in condizioni diverse dalle condizioni di riposo, nonch? le coppie di assi locali mostrate nelle figure 5A-5C, nelle medesime posizioni; e

- le figure 7 e 8 mostrano schematicamente viste dall?alto di ulteriori forme di realizzazione del presente inclinometro.

Qui di seguito viene descritto un inclinometro MEMS 20 (in seguito definito pi? brevemente come inclinometro) che pu? essere utilizzato per misurare un?inclinazione fuori piano, cio? rispetto ad un asse Z di un sistema di riferimento cartesiano XYZ. Ad esempio, l?inclinometro 20 pu? essere vincolato ad un oggetto o una struttura, al fine di misurare l?inclinazione dell?oggetto/struttura.

Come mostrato in figura 2, l?inclinometro 20 comprende un substrato 21 di materiale semiconduttore, ad esempio silicio, e una massa interna 22 e una massa esterna 23, le quali sono formate da un materiale conduttore, quale ad esempio polisilicio.

L?inclinometro 20 comprende inoltre quattro pilastri 24A-24D, i quali si estendono verticalmente a partire dal substrato 21, con il quale formano un corpo monolitico. I quattro pilastri 24A-24D sono quindi formati, ad esempio, dal medesimo materiale del substrato 21.

In maggior dettaglio, ciascun pilastro 24A-24D si estende parallelamente all?asse Z e presenta una estremit? inferiore (non mostrata), fissata al substrato 21, e una estremit? superiore 25A-25D.

La massa interna 22 ? sospesa al di sopra del substrato 21 e ha una forma sostanzialmente a croce formata da un primo ed un secondo braccio 22A, 22B tra loro ortogonali ed aventi approssimativamente la forma di parallelepipedi. Il primo braccio 22A ha un asse X? parallelo all?asse X, mentre il secondo braccio 22B ha un asse Y? parallelo all?asse Y.

In condizioni di riposo, l?inclinometro 20 ? simmetrico rispetto ad un primo piano di simmetria Z?Y?, parallelo ad un piano ZY del sistema di riferimento cartesiano XYZ.

Centralmente, la massa interna 22 delimita una cavit? secondaria 26, la quale ha approssimativamente forma di parallelepipedo, e una pluralit? di prime e seconde porzioni sporgenti 27A, 27B, le quali hanno forme di parallelepipedi, i quali sono allungati parallelamente ad un asse Y del sistema di riferimento cartesiano XYZ.

In maggior dettaglio, la cavit? secondaria 26 ? di tipo passante, quindi attraversa interamente la massa interna 22 e si affaccia sul substrato 21. Inoltre, la cavit? secondaria 26 ? delimitata lateralmente da una prima ed una seconda parete laterale secondaria Pl1, Pl2, formate dalla massa interna 22 e parallele al piano Z?X?. La prime e le seconde porzioni sporgenti 27A, 27B della massa interna 22 si dipartono, rispettivamente, dalla prima e dalla seconda parete laterale secondaria Pl1, Pl2, verso il centro della cavit? secondaria 26.

All?interno della cavit? secondaria 26 sono disposti un primo ed un secondo elettrodo 29A, 29B, i quali sono solidali con il sottostante substrato 21 e sono formati da materiale conduttore, come ad esempio polisilicio.

In maggior dettaglio, ciascuno tra il primo ed il secondo elettrodo 29A, 29B ? fissato ad una rispettiva prima estremit? al substrato 21 e ha una forma a pettine, la quale si estende parallelamente all?asse X ed ha sporgenze che sono allungate parallelamente all?asse Y; in particolare, le sporgenze del primo e del secondo elettrodo 29A, 29B sono indicate rispettivamente con 30A e 30B. Inoltre, le sporgenze 30A, 30B del primo e del secondo elettrodo 29A, 29B sono parzialmente affiancate, rispettivamente, alle prime ed alle seconde porzioni sporgenti 27A, 27B della massa interna 22. In pratica, le prime porzioni sporgenti 27A della massa interna 22 e le sporgenze 30A del primo elettrodo 29A formano un primo condensatore 31A, le cui piastre sono interdigitate; il primo condensatore 31A ha una prima capacit? Cp1. Analogamente, le seconde porzioni sporgenti 27B della massa interna 22 e le sporgenze 30B del secondo elettrodo 29B formano un secondo condensatore 31B, le cui piastre sono interdigitate; il secondo condensatore 31B ha una seconda capacit? Cp2.

Il primo braccio 22A della massa interna 22 ? accoppiato elasticamente alle estremit? superiori 25A-25D dei pilastri 24A-24D, tramite quattro elementi elastici di sospensione 28A-28D, i quali sono formati, ad esempio, dal medesimo materiale della massa interna 22 (ad esempio, polisilicio).

In particolare, ciascun elemento elastico di sospensione 28A-28D ? fissato ad un corrispondente punto del primo braccio 22A e alla estremit? superiore 25A-25D di un corrispondente pilastro 24A-24D. Inoltre, ciascun elemento elastico di sospensione 28A-28D ? cedevole parallelamente all?asse Y ed ? rigido parallelamente agli assi Z e X.

Senza alcuna perdita di generalit?, gli elementi elastici di sospensione 28A-28D hanno una struttura a molla, di tipo ripiegato (?folded?), ovvero sono formati, ciascuno, da una pluralit? di bracci principali (due visibili in figura 2), i quali, in condizioni di riposo, sono allungati parallelamente all?asse X e sono disposti in successione parallelamente all?asse Y. Ciascuna coppia di bracci principali adiacenti avendo estremit? collegate da una corrispondente porzione di raccordo, la quale, in condizioni di riposo, ha forma allungata parallelamente all?asse Y.

La massa esterna 23 ? sospesa al di sopra del substrato 21 ed ha una forma sostanzialmente a cornice (ad esempio, di forma rettangolare, in vista dall?alto), in modo da delimitare una cavit? principale 50, al cui interno si estende la massa interna 22; in altre parole, in vista dall?alto, la massa esterna 23 circonda la massa interna 22.

Sebbene non mostrato, la massa interna 22, la massa esterna 23 e gli elementi elastici di sospensione 28A-28D hanno un medesimo spessore.

In maggior dettaglio, la cavit? principale 50 ? di tipo passante, quindi attraversa interamente la massa esterna 23, ed ha forma di parallelepipedo. Inoltre, la cavit? principale 50 ? delimitata lateralmente da una prima ed una seconda parete laterale principale PP1, PP2, le quali sono formate dalla massa esterna 23, sono l?una opposta all?altra e sono parallele al primo piano di simmetria Z?Y?.

La massa della massa esterna 23 ? maggiore della massa della massa interna 22. Inoltre, la massa esterna 23 ? accoppiata elasticamente alla massa interna 22 attraverso quattro elementi elastici di trasformazione 32A-32D, ciascuno dei quali ? cedevole parallelamente agli assi Z e Y ed ? rigido parallelamente all?asse X.

Ciascun elemento elastico di trasformazione 32A-32D ha una rispettiva prima estremit? 39A-39D, la quale ? fissata alla massa esterna 23, ed una rispettiva seconda estremit? 40A-40D, la quale ? fissata al secondo braccio 22B della massa interna 22.

In dettaglio, come mostrato nelle figure 3 e 4A-4B, ciascun elemento elastico di trasformazione 32A-32D ha una forma allungata, la quale in condizioni di riposo si estende parallelamente all?asse asse X.

In maggior dettaglio, ciascun elemento elastico di trasformazione 32A-32D comprende una porzione allungata superiore 33, una porzione allungata inferiore 34 e una pluralit? di porzioni trasversali 35. Inoltre, la porzione allungata superiore 33, la porzione allungata inferiore 34 e le porzioni trasversali 35 di ciascun elemento elastico di trasformazione 32A-32D sono formati ad esempio dal medesimo materiale della massa interna 22 e della massa esterna 23 (ad esempio, polisilicio) e formano un unico pezzo, ed in particolare un?unica struttura allungata.

In condizioni di riposo, la porzione allungata superiore 33 e la porzione allungata inferiore 34 hanno forma di parallelepipedi, i quali hanno assi paralleli all?asse X.

In maggior dettaglio, nel seguito ci si riferisce rispettivamente al primo, al secondo, al terzo ed al quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D. Inoltre, in condizioni di riposo, la porzione allungata superiore 33 e la porzione allungata inferiore 34 di ciascuno tra il primo, il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D sono separate tra loro, ed in particolare sono lateralmente sfalsate sia parallelamente all?asse Y, sia parallelamente all?asse Z, come visibile ad esempio nelle figure 4A e 4B. Senza alcuna perdita di generalit?, la porzione allungata superiore 33 ha una coordinata lungo Y inferiore alla coordinata lungo Y della porzione allungata inferiore 34; inoltre, come mostrato in figura 4A, la porzione allungata superiore 33 e la porzione allungata inferiore 34 sono lateralmente sfalsate, parallelamente all?asse Z, al punto da non risultare sovrapposte neppure parzialmente, se osservate parallelamente all?asse Y.

In aggiunta, il primo ed il secondo elemento elastico di trasformazione 32A, 32B sono uguali e simmetrici rispetto al primo piano di simmetria Z?Y?. Inoltre, la porzione allungata superiore 33 e la porzione allungata inferiore 34 di ciascuno tra il primo ed il secondo elemento elastico di trasformazione 32A, 32B hanno una rispettiva prima estremit?, la quale ? fissata ad una prima estremit? del secondo braccio 22B della massa interna 22, ed una rispettiva seconda estremit?, la quale ? fissata ad un corrispondente punto della massa esterna 23. Similmente, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 32C, 32D sono uguali e simmetrici rispetto al primo piano di simmetria Z?Y?; inoltre, la porzione allungata superiore 33 e la porzione allungata inferiore 34 di ciascuno tra il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 32C, 32D hanno una rispettiva prima estremit?, la quale ? fissata ad una seconda estremit? del secondo braccio 22B della massa interna 22, ed una rispettiva seconda estremit?, la quale ? fissata ad un corrispondente punto della massa esterna 23.

Ancora con riferimento alla forma di realizzazione mostrata nelle figure 2, 3 e 4A-4B, in condizioni di riposo il primo elemento elastico di trasformazione 32A ? uguale al quarto elemento elastico di trasformazione 32D, a meno di una traslazione parallelamente all?asse Y. Similmente, il secondo elemento elastico di trasformazione 32B ? uguale al terzo elemento elastico di trasformazione 32C, a meno della summenzionata traslazione parallelamente all?asse Y. Conseguentemente, il primo, il secondo, il terzo ed il quarto terzo elemento elastico di trasformazione 32A-32D sono uguali tra loro.

Inoltre, il primo, il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D sono orientati in maniera tale per cui, in vista dall?alto, il primo braccio 22A risulta interposto tra le porzioni allungate inferiori 34 del terzo e del quarto elemento elastico di trasformazione 32C, 32D e le porzioni allungate superiori 33 del primo e del secondo elemento elastico di trasformazione 32A, 32B.

In ciascuno tra il primo, il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D, le porzioni trasversali 35 hanno forme allungate parallelamente all?asse Z e sono interposte tra la porzione allungata inferiore 34 e la porzione allungata superiore 33, le quali risultano disposte su lati opposti di ciascuna porzione trasversale 35. In particolare, una parte sommitale di ciascuna porzione trasversale 35 contatta, lateralmente, con la porzione allungata superiore 33, mentre una parte inferiore della porzione trasversale 35 contatta, lateralmente, con la porzione allungata inferiore 34.

In maggior dettaglio, come mostrato, senza alcuna perdita di generalit?, nelle figure 3 e 4B, le porzioni di collegamento trasversale 35 sono uguali tra loro ed hanno forma di parallelepipedi con assi paralleli all?asse Z, i quali sono ad esempio equispaziati parallelamente all?asse X.

Ancora in maggior dettaglio, la figura 5A mostra, a titolo esemplificativo, una sezione trasversale della prima estremit? 39A del primo elemento elastico di trasformazione 32A. Inoltre, la figura 5B mostra una sezione trasversale di una parte mediana 41A del primo elemento elastico di trasformazione 32A, la quale ? sostanzialmente in posizione equidistante dalla prima e dalla seconda estremit? 39A, 40A.

La figura 5C mostra una sezione trasversale della seconda estremit? 40A del primo elemento elastico di trasformazione 32A.

Le figure 5A-5C evidenziano come, in condizioni di riposo, la porzione allungata superiore 33 e la porzione allungata inferiore 34 del primo elemento elastico di trasformazione 32A sono uguali e simmetriche rispetto ad un asse di riposo 38A parallelo all?asse X.

In ciascuna delle figure 5A-5C sono altres? mostrati gli assi principali di inerzia I1, I2 della corrispondente sezione del primo elemento elastico di trasformazione 32A mostrata, nell?ipotesi che tale sezione abbia spessore infinitesimo. In particolare, in ciascuna delle figure 5A-5C, gli assi principali di inerzia I1, I2 hanno un medesimo orientamento; inoltre, ciascuno tra gli assi principali di inerzia I1, I2 ? trasversale rispetto sia all?asse Y, sia all?asse Z. Ancora con riferimento alle figure 5A-5C, in esse sono mostrate, in condizioni di riposo, anche coppie di assi locali (indicati rispettivamente con Ly?-Lz?, Ly?-Lz? e Ly???-Lz???), ciascuna coppia essendo formata da assi paralleli rispettivamente all?asse Y ed all?asse Z e passanti per il baricentro della sezione mostrata.

Per ciascuna sezione del primo elemento elastico di trasformazione 32A, ? possibile calcolare un momento centrifugo di inerzia Ic, rispetto alla corrispondente coppia di assi locali, attraverso l?integrale:

in cui r<1 >e r<2 >rappresentano la distanza di ciascun punto della sezione rispettivamente da un primo ed un secondo asse della coppia di assi locali, mentre dA rappresenta l?unit? di area della sezione. Tale momento centrifugo di inerzia Ic ? non nullo, dal momento che gli assi locali non sono assi di simmetria della sezione e quindi non coincidono con gli assi principali di inerzia I1, I2. In particolare, gli assi principali di inerzia I1, I2 formano un angolo ? con, rispettivamente, l?asse locale parallelo all?asse Z e l?asse locale parallelo all?asse Y.

Di conseguenza, riferendosi ad esempio alla sezione mostrata in figura 5B, una forza applicata sul primo elemento elastico di trasformazione 32A, ad esempio lungo l?asse locale Lz?, genera una cosiddetta flessione deviata del primo elemento elastico di trasformazione 32A. In particolare, tale forza causa una deformazione lungo l?asse locale Lz?, la quale comporta una conseguente deformazione lungo l?asse locale Ly?.

Le precedenti considerazioni in merito alla disposizione degli assi principali di inerzia si applicano anche nel caso delle sezioni di ciascuno tra il primo, il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D che attraversano corrispondenti porzioni trasversali 35 (come mostrato ad esempio in figura 4B).

In uso, l?inclinometro 20 subisce un?accelerazione diretta parallelamente all?asse Z, ad esempio a causa dell?accelerazione di gravit? o di vibrazioni. Inoltre, sulla massa esterna 23 agisce una forza esterna avente verso opposto rispetto alla summenzionata accelerazione, tale forza esterna avendo una componente parallela all?asse Z, alla quale nel seguito ci si riferisce come alla forza esterna Fi. La massa interna 22 ? solidale al substrato 21 per spostamenti paralleli all?asse Z, dal momento che gli elementi elastici di sospensione 28A-28D attraverso cui ? accoppiata al substrato 21 sono rigidi lungo l?asse asse Z. La forza esterna Fi provoca quindi uno spostamento, rispetto al substrato 21, della massa esterna 23 e della prima estremit? 39A del primo elemento elastico di trasformazione 32A, nella direzione della forza esterna Fi, come mostrato in figura 6A (in cui si ? ipotizzato che la forza esterna Fi abbia verso concorde con quello dell?asse Z), dal momento che gli elementi elastici di trasformazione 32A-32D, attraverso cui la massa esterna 23 ? accoppiata alla massa interna 22, sono cedevoli lungo l?asse Z. Ad esempio, la prima estremit? 39A del primo elemento elastico di trasformazione 32A si allontana dal substrato 21 rispetto alla posizione di riposo, e pi? precisamente trasla parallelamente all?asse Z.

In prima approssimazione, la prima estremit? 39A non subisce una deformazione del tipo descritto con riferimento alla figura 5B, dal momento che ? solidale con la massa esterna 23. Invece, sulla parte mediana 41A del primo elemento elastico di trasformazione 32A agisce una forza locale Fi*, la quale dipende dalla forza esterna Fi ed ? parallela a quest?ultima; di conseguenza, la parte mediana 41A del primo elemento elastico di trasformazione 32A ? sottoposta a flessione deviata, come mostrato in figura 6B. In particolare, la parte mediana 41A del primo elemento elastico di trasformazione 32A subisce, rispetto al substrato 21, i) una traslazione parallelamente all?asse Z (di minore entit? rispetto a quanto subito dalla prima estremit? 39A), ii) una traslazione parallelamente all?asse Y, e iii) una rotazione in un piano parallelo al piano ZY. Inoltre, come mostrato in figura 6C, in prima approssimazione, la seconda estremit? 40A del primo elemento elastico di trasformazione 32A non subisce alcuna traslazione parallelamente all?asse Z, in quanto solidale alla massa interna 22, a sua volta solidale al substrato 21, ma subisce solo una traslazione parallelamente all?asse Y, di entit? maggiore rispetto alla traslazione parallela all?asse Y subita dalla parte mediana 41A del primo elemento elastico di trasformazione 32A.

In generale, le considerazioni in merito ai movimenti della parte mediana 41A del primo elemento elastico di trasformazione 32A sono applicabili a qualsiasi parte del primo elemento elastico di trasformazione 32A diversa dalla prima e dalla seconda estremit? 39A, 40A, sia pur con le differenze che derivano dal diverso posizionamento lungo l?asse X. Inoltre, le considerazioni in merito al primo elemento elastico di trasformazione 32A sono applicabili anche al secondo, al terzo ed al quarto elemento elastico di trasformazione 32B-32D.

Le traslazioni parallelamente all?asse Y della seconda estremit? 40A-40D del primo, del secondo, del terzio e del quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D causano anche una traslazione parallelamente all?asse Y della massa interna 22, dal momento che, come detto in precedenza, gli elementi elastici di sospensione 28A-28D sono cedevoli parallelamente all?asse Y. Quindi, la posizione relativa tra le prime porzioni sporgenti 27A della massa interna 22 e le sporgenze 30A del primo elettrodo 29A cambia; allo stesso tempo, anche la posizione relativa tra le seconde porzioni sporgenti 27B della massa interna 22 e le sporgenze 30B del secondo elettrodo 29B cambia. Ne conseguono variazioni di segno opposto dei valori della prima e della seconda capacit? Cp1, Cp2 del primo e del secondo condensatore 31A, 31B, le quali possono essere rilevate in modo di per s? noto e sono quindi indicative dell?inclinazione subita dall?inclinometro 20.

In pratica, una accelerazione fuori piano (lungo l?asse Z) causa, in un piano parallelo al piano XY, uno spostamento di un elettrodo di ciascuno tra il primo ed il secondo condensatore 31A, 31B, i quali, come detto, hanno struttura interdigitata, la quale a sua volta garantisce una dipendenza lineare della rispettiva capacit? dalla distanza tra gli elettrodi, eliminando quindi il problema dell?errore di rettificazione di vibrazioni. In particolare, si ha che la prima e la seconda capacit? Cp1 e Cp2 sono direttamente proporzionali a, rispettivamente, (Lov-xos-x) e (Lov+xos+x), in cui (Lov-xos) e (Lov+xos) rappresentano rispettivamente l?entit? delle sovrapposizioni lungo X i) delle prime sporgenze 27A della massa interna 22 e delle sporgenze 30A del primo elettrodo 29A, e ii) delle seconde sporgenze 27B della massa interna 22 e delle sporgenze 30B del secondo elettrodo 29B; x rappresenta lo spostamento lungo Y della massa interna 22 rispetto alla posizione di riposo.

La figura 7 mostra un inclinometro 70 secondo un?altra forma di realizzazione, la quale viene ora descritta con riferimento alle sole differenze rispetto all?inclinometro 20, salvo laddove specificato diversamente.

In dettaglio, l?inclinometro 70 comprende una prima parte 100, la quale ? uguale all?inclinometro 20. Inoltre, l?inclinometro 70 comprende una seconda parte 102; la prima e la seconda parte 100, 102 sono simmetriche rispetto ad un secondo piano di simmetria S, parallelo al piano ZX, ed inoltre condividono il substrato 21 e la massa esterna 23. Inoltre, salvo laddove specificato diversamente, gli elementi della seconda parte 102 sono indicati con i medesimi numeri di riferimento dei corrispondenti elementi dell?inclinometro 20, aumentati di 50. In pratica, sia la prima che la seconda parte 100, 102 funzionano nel medesimo modo dell?inclinometro 20, a meno delle differenze descritte qui di seguito.

In dettaglio, l?insieme formato dalla massa interna 22, dai pilastri 24A-24D, dagli elementi elastici di sospensione 28A-28D, dalle prime e dalle seconde sporgenze 27A, 27B della massa interna 22, dal primo, dal secondo, dal terzo e dal quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D e dal primo e dal secondo elettrodo 29A, 29B forma una prima unit? di rilevamento, la quale ? uguale ad una seconda unit? di rilevamento, la quale ? formata dall?insieme formato dalla massa interna 72, dai pilastri 74A-74D, dagli elementi elastici di sospensione 78A-78D, dalle prime e dalle seconde sporgenze 77A, 77B della massa interna 72, dal primo, dal secondo, dal terzo e dal quarto elemento elastico di trasformazione 82A-82D e dal primo e dal secondo elettrodo 79A, 79B, a meno di una traslazione lungo l?asse Y , nonch? a meno del seguente aspetto.

In dettaglio, in ciascuno tra il primo, il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 82A-82D della seconda parte 102, la disposizione della rispettiva porzione allungata superiore 83 e della rispettiva porzione allungata inferiore 84 ? invertita rispetto a quanto avviene nel corrispondente elemento elastico di trasformazione 32A-32D della prima parte 100. In altre parole, riferendosi ad esempio al primo elemento elastico di trasformazione 82A della seconda parte 102 (ma uguali considerazioni valgono per il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 82B-82D), la porzione allungata inferiore 84 ha una coordinata lungo Y inferiore alla coordinata lungo Y della porzione allungata superiore 83. In tal modo, riferendosi ad esempio al quarto elemento elastico di trasformazione 82D della seconda parte 102, esso ha una forma simmetrica, rispetto al secondo piano di simmetria S, rispetto al primo elemento elastico di trasformazione 32A della seconda parte 100.

In uso, in presenza di un?accelerazione diretta fuori piano, il movimento (ad esempio indicato con MZ in figura 7) della massa esterna 23 parallelamente all?asse Z causa, oltre ad una traslazione della massa interna 22 della prima parte 100 parallelamente all?asse Y e con un primo verso, anche una traslazione della massa interna 72 della seconda parte 102, anch?essa parallela all?asse Y, ma con un secondo verso opposto al primo verso. In figura 7, esempi delle possibili traslazioni delle masse interne 22, 72 della prima e della seconda parte 100, 102 sono indicati con MM1 e MM2. In prima approssimazione, le traslazioni MM1, MM2 delle masse interne 22, 72 della prima e della seconda parte 100, 102 hanno una medesima entit?. In altre parole, le masse interne 22, 72 della prima e della seconda parte 100, 102 si muovono in opposizione di fase. A tal proposito, si pu? dimostrare che gli assi principali di inerzia I1, I2 delle sezioni degli elementi elastici di trasformazione 82A-82D risultano ruotati in senso orario di un angolo pari al doppio del summenzionato angolo ?, rispetto alla disposizione dei corrispondenti assi principali di inerzia elastici di trasformazione 32A-32D.

In pratica, collegando elettricamente in modo opportuno il primo ed il secondo elettrodo 29A, 29B della prima parte 100 ed il primo ed il secondo elettrodo 79A, 79B della seconda parte 102, ? possibile migliorare la stima dell?inclinazione, e quindi dell?accelerazione lungo Z, oppure effettuare una misura di accelerazione parallelamente all?asse Y.

In particolare, ricordando che il primo ed il secondo condensatore 31A, 31B della prima parte 100 hanno rispettivamente una prima ed una seconda capacit? Cp1, Cp2, ed indicando rispettivamente con Cp3 e Cp4 le capacit? del primo e del secondo condensatore 81A, 81B della seconda parte 102, al fine di rendere la misura dell?accelerazione lungo Z indipendente da eventuali accelerazioni lungo Y, ? possibile determinare la stima della dell?accelerazione lungo Z sulla base della seguente grandezza DELTA_Z: (Cp2+Cp3)-(Cp1+Cp4). Infatti, i contributi alla grandezza DELTA_Z dovuti alle variazioni dei valori di capacit? Cp1-Cp4 causate da eventuali accelerazioni subite dall?inclinometro 70 lungo Y si annullano.

Inoltre, ? possibile ottenere una misura dell?accelerazione a cui ? soggetto l?inclinometro 70 parallelamente all?asse Y, sulla base della seguente grandezza DELTA_Y=(Cp1+Cp3)-(Cp2+Cp4). Infatti, i contributi alla grandezza DELTA_Y dovuti alle variazioni dei valori di capacit? Cp1-Cp4 causate da eventuali accelerazioni a cui ? soggetto l?inclinometro 70 parallelamente all?asse Z si annullano.

Come mostrato in figura 8, sono inoltre possibili varianti, in cui gli elementi elastici di trasformazione hanno forma differente rispetto a quanto descritto. In particolare, la figura 8 mostra un inclinometro 220, il quale viene descritto limitatamente alle differenze rispetto a quanto mostrato nella figura 2.

In dettaglio, l?inclinometro 220 comprende una prima ed una seconda porzione di ancoraggio 200, 202, le quali sono formate dal medesimo materiale della massa esterna 23, con cui sono solidali e con cui formano un unico pezzo. Inoltre, la prima e la seconda porzione di ancoraggio 200, 202 hanno forma di parallelepipedi che si estendono verso il centro della cavit? principale 50, a partire rispettivamente da una terza ed una quarta parete laterale principale PP3, PP4 della cavit? principale 50, le quali sono formate dalla massa esterna 23, sono l?una opposta all?altra e sono parallele al piano Z?X?. La prima e la seconda porzione di ancoraggio 200, 202 sono uguali e simmetriche rispetto al piano Z?X?; inoltre, la prima e la seconda porzione di ancoraggio 200, 202 hanno lo stesso spessore dalla massa esterna 23.

In aggiunta, riferendosi ad esempio al primo elemento elastico di trasformazione, qui indicato con 232A (ma uguali considerazioni valgono anche per il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 232B-232D), esso ha una forma ripiegata.

In dettaglio, il primo elemento elastico di trasformazione 232A comprende una prima ed una seconda struttura allungata 240, 242 ed un braccio di raccordo 244, i quali sono formati dal medesimo materiale della massa interna 22 (ad esempio, polisilicio).

Ciascuna tra la prima e la seconda struttura allungata 240, 242 comprende una rispettiva porzione allungata superiore (indicata rispettivamente con 233? e 233? nel caso della prima e della seconda struttura allungata 240, 242) ed una rispettiva porzione allungata inferiore (indicata rispettivamente con 234? e 234? nel caso della prima e della seconda struttura allungata 240, 242), le quali, in condizioni di riposo, hanno forma di parallelepipedi con assi paralleli all?asse X. Inoltre, ciascuna tra la prima e la seconda struttura allungata 240, 242 comprende una rispettiva pluralit? di porzioni trasversali (indicate rispettivamente con 235? e 235? nel caso della prima e della seconda struttura allungata 240, 242), le quali, senza alcuna perdita di generalit?, sono uguali tra loro, hanno forma di parallelepipedi con assi paralleli all?asse Z, i quali sono ad esempio equispaziati parallelamente all?asse X. Inoltre, riferendosi per brevit? alla sola prima struttura allungata 240 (ma uguali considerazioni si applicano alla seconda struttura allungata 242), la disposizione reciproca della porzione allungata superiore 233?, della porzione allungata inferiore 234? e delle porzioni trasversali 235 ? ad esempio uguale a quanto detto circa il primo elemento elastico di trasformazione 32A mostrato in figura 2. In pratica, la prima e la seconda struttura allungata 240, 242 sono uguali tra loro, a meno di una traslazione parallelamente all?asse Y.

La porzione di raccordo 244 ha forma di parallelepipedo con pareti parallele alternativamente al piano ZY o al piano ZX ed ha uno spessore pari allo spessore della massa esterna 23.

Ancora in maggior dettaglio, ciascuna tra la porzione allungata superiore 233? e la porzione allungata inferiore 234? della prima struttura allungata 240 ? fissata, ad una rispettiva prima estremit?, in un corrispondente punto del secondo braccio 22B della massa interna 22, nonch?, ad una rispettiva seconda estremit?, ad un corrispondente punto della porzione di raccordo 244. Inoltre, ciascuna tra la porzione allungata superiore 233? e la porzione allungata inferiore 234? della seconda struttura allungata 242 ? fissata, ad una rispettiva prima estremit?, in un corrispondente punto della prima porzione di ancoraggio 200, nonch?, ad una rispettiva seconda estremit?, ad un corrispondente punto della porzione di raccordo 244.

Come precedentemente spiegato con riferimento alla figura 2, il primo ed il secondo elemento elastico di trasformazione 232A, 232B sono simmetrici rispetto al primo piano di simmetria Z?Y?. Similmente, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 232C, 232D sono simmetrici rispetto al primo piano di simmetria Z?Y?. Inoltre, il primo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 232A, 232D sono uguali a meno di una traslazione parallelamente all?asse Y. Il secondo ed il terzo elemento elastico di trasformazione 232B, 232C sono uguali a meno della summenzionata traslazione parallelamente all?asse Y. Conseguentemente, il primo, il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 232A-232D sono uguali tra loro.

In uso, il primo, il secondo, il terzo ed il quarto elemento elastico di trasformazione 232A-232D si comportano nel medesimo modo del primo, secondo, terzo e quarto elemento elastico di trasformazione 32A-32D mostrati in figura 2, ma si caratterizzano per la possibilit? di avere una maggiore lunghezza (intesa come somma delle lunghezze delle rispettive prima e seconda struttura allungata 240, 242), a parit? di dimensioni della cavit? principale 50, e quindi dell?inclinometro. Inoltre, tale maggiore lunghezza comporta una maggiore elasticit? e, quindi, garantisce una maggiore sensibilit? dell?inclinometro.

I vantaggi che il presente inclinometro consente di ottenere emergono chiaramente dalla descrizione precedente. In particolare, il presente inclinometro consente di convertire un?accelerazione fuori piano in un movimento in piano, in modo da beneficiare, ai fini della misura di un?accelerazione, della linearit? della variazione di capacit? di un condensatore variabile ad elettrodi interdigitati, quando questi ultimi sono mossi parallelamente alla direzione di allungamento delle rispettive sporgenze, tra loro interdigitate. In tal modo, si riduce l?errore VRE. Inoltre, almeno alcune delle forme di realizzazione descritte si prestano non solo alla misura di accelerazioni fuori piano, ma anche ad un utilizzo come accelerometri in piano.

Risulta infine chiaro che all?inclinometro descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Ad esempio, la forma degli elementi elastici di trasformazione pu? essere diversa rispetto a quanto descritto. Ad esempio, la forma delle porzioni trasversali pu? essere diversa rispetto a quanto descritto. A tal proposito, il numero e la spaziatura delle porzioni trasversali, come anche eventualmente il numero di piegature (?folding?) nel caso di elementi elastici di trasformazione di tipo ripiegato, possono essere scelti in funzione dell?elasticit? desiderata per gli elementi elastici di trasformazione. In ogni caso, la presenza di almeno una porzione trasversale consente di accoppiare meccanicamente le corrispondenti porzioni allungate inferiore e superiore, e quindi evitare che queste ultime si deformino in modo indipendente, riducendo l'efficacia della conversione dell?accelerazione fuori piano nel movimento in piano.

E? inoltre possibile che, considerato un qualsiasi elemento elastico di trasformazione, l?orientamento degli assi principali di inerzia vari al variare della posizione lungo X del piano (parallelo a Z?Y?) della sezione considerata. Tuttavia, qualora si verificasse, in una o pi? sezioni, che gli orientamenti dei corrispondenti assi principali di inerzia coincidono con gli assi Z e Y, si verificherebbe una riduzione dell'efficacia della conversione dell?accelerazione fuori piano nel movimento in piano.

Infine, le diverse forme di realizzazione descritte possono essere combinate in modo da fornire ulteriori soluzioni.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Inclinometro MEMS comprendente: - un substrato (21); - una prima massa mobile (23) sospesa al di sopra del substrato e soggetta, in uso, ad una accelerazione che dipende dall?inclinazione dell?inclinometro; e - una prima unit? di rilevamento (22,28A-28D,32A-32D, 24A-24D,27A-27B,29A-29B; 100); ed in cui la prima unit? di rilevamento comprende: - una seconda massa mobile (22), sospesa al di sopra del substrato; - un numero di elementi elastici (28A-28D), ciascuno dei quali ? meccanicamente interposto tra la seconda massa mobile ed il substrato ed ? cedevole parallelamente ad un primo asse (Y); - un numero di strutture elastiche (32A-32D; 232A-232D), ciascuna delle quali ? meccanicamente interposta tra la prima e la seconda massa mobile ed ? cedevole parallelamente al primo asse (Y) ed ad un secondo asse (Z); - almeno un primo elettrodo fisso (29A) solidale al substrato; - almeno un primo elettrodo mobile (27A) solidale alla seconda massa mobile e configurato per formare un primo condensatore variabile (31A) con detto primo elettrodo fisso; ed in cui ciascuna struttura elastica comprende almeno una rispettiva struttura allungata (32A-32D; 240, 242), la quale, in condizioni di riposo, si estende parallelamente ad un terzo asse (X) e, in un piano parallelo ad un piano (ZY) contenente il primo asse (Y) ed il secondo asse (Z), ha assi principali di inerzia (I1, I2), i quali sono trasversali rispetto al primo e al secondo asse (Y, Z), in maniera tale per cui movimenti della prima massa mobile parallelamente al secondo asse (Z), causati da detta accelerazione, causano corrispondenti movimenti della seconda massa mobile parallelamente al primo asse (Y).
2. 2. Inclinometro MEMS secondo la rivendicazione 1, in cui il primo elettrodo fisso (29A) e il primo elettrodo mobile (27A) hanno rispettive sporgenze (30A, 27A), le quali sono allungate parallelamente al primo asse (Y) e sono interdigitate.
3. 3. Inclinometro MEMS secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto terzo asse (X) ? perpendicolare a detto piano parallelo ad un piano (ZY) contenente il primo asse (Y) ed il secondo asse (Z).
4. 4. Inclinometro MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna struttura allungata (32A-32D; 240, 242) comprende una porzione allungata superiore (33; 233?, 233?), una porzione allungata inferiore (34; 234?, 234?) e un numero di porzioni trasversali (35; 235); la porzione allungata superiore e la porzione allungata inferiore estendendosi, in condizioni di riposo, parallelamente al terzo asse (X) ed essendo distanziate lungo il primo asse (Y) e lungo il secondo asse (Z); ciascuna porzione trasversale essendo interposta tra la porzione allungata superiore e la porzione allungata inferiore; e in cui le porzioni trasversali, la porzione allungata superiore e la porzione allungata inferiore formano un unico pezzo.
5. 5. Inclinometro MEMS secondo la rivendicazione 4, in cui le porzioni trasversali (35; 235) hanno forma allungata parallelamente al secondo asse (Z) e sono disposte in successione parallelamente al terzo asse (X).
6. 6. Inclinometro MEMS secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la porzione allungata superiore (33) e la porzione allungata inferiore (34) di ciascuna struttura allungata (32A-32D) hanno ciascuna una rispettiva prima ed una rispettiva seconda estremit?, le quali sono rispettivamente fissate alla prima e alla seconda massa mobile (23, 22).
7. 7. Inclinometro MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, in cui ciascuna struttura allungata (32A-32D) ? fissata tra la prima e la seconda massa mobile (23,22) e, in ciascun piano parallelo a detto piano (ZY) contenente il primo ed il secondo asse (Y, Z), ha assi principali di inerzia (I1, I2) disposti trasversalmente rispetto al primo e al secondo asse (Y, Z).
8. 8. Inclinometro MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui ciascuna struttura elastica (232A-232D) include una rispettiva pluralit? di strutture allungate (240, 242), le quali sono collegate in modo da formare una struttura ripiegata, la quale ha una prima e una seconda estremit? fissate rispettivamente alla prima e alla seconda massa mobile.
9. 9. Inclinometro MEMS secondo la rivendicazione 8, in cui, in ciascun piano parallelo a detto piano (ZY) contenente il primo ed il secondo asse (Y, Z), ciascuna struttura allungata (232A-232D) ha assi principali di inerzia (I1, I2) disposti trasversalmente rispetto al primo e al secondo asse (Y, Z).
10. 10. Inclinometro MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le strutture elastiche (32A-32D; 232A-232D) sono uguali a meno di traslazioni parallele al primo asse (Y) o al terzo asse (X).
11. 11. Inclinometro MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la seconda massa mobile (22) ha una forma a croce, la quale comprende un primo ed un secondo braccio (22A, 22B); e in cui ciascuna struttura elastica (32A-32D; 232A-232D) ? fissata ad una rispettiva estremit? del secondo braccio (22B) della seconda massa mobile ed alla prima massa mobile (23); ed in cui ciascun elemento elastico (28A-28D) ha una prima e una seconda estremit?, le quali sono rispettivamente fissate al primo braccio (22A) della seconda massa mobile (22) ed al substrato (21).
12. 12. Inclinometro MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la seconda massa mobile (22) delimita lateralmente una cavit? (26) che si affaccia sul substrato (21); ed in cui il primo elettrodo fisso (29A) si estende a partire dal substrato fino a penetrare all?interno della cavit?.
13. 13. Inclinometro MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una seconda unit? di rilevamento (102), la quale comprende: - una terza massa mobile (72), sospesa al di sopra del substrato (21); - un numero di rispettivi elementi elastici (78A-78D), ciascuno dei quali ? meccanicamente interposto tra la terza massa mobile ed il substrato ed ? cedevole parallelamente al primo asse (Y); - un numero di rispettive strutture elastiche (82A-82D), ciascuna delle quali ? meccanicamente interposta tra la prima e la terza massa mobile ed ? cedevole parallelamente al primo asse (Y) ed al secondo asse (Z); - almeno un rispettivo primo elettrodo fisso (79A) solidale al substrato; - almeno un rispettivo primo elettrodo mobile (77A) solidale alla terza massa mobile e configurato per formare un rispettivo primo condensatore variabile (81A) con il primo elettrodo fisso della seconda unit? di rilevamento; ed in cui le strutture elastiche della seconda unit? di rilevamento sono configurate in maniera tale per cui detti movimenti della prima massa mobile parallelamente al secondo asse (Z), causati da detta accelerazione, causano corrispondenti movimenti della terza massa mobile parallelamente al primo asse (Y), i quali hanno verso opposto rispetto a detti movimenti della seconda massa mobile parallelamente al primo asse (Y).
14. 14. Inclinometro MEMS secondo la rivendicazione 13, in cui la prima unit? di rilevamento (100) comprende inoltre: - un rispettivo secondo elettrodo fisso (29B) solidale al substrato (21); - un rispettivo secondo elettrodo mobile (27B) solidale alla seconda massa mobile (22) e configurato per formare un corrispondente secondo condensatore variabile (31B) con il secondo elettrodo fisso della prima unit? di rilevamento; ed in cui la seconda unit? di rilevamento (102) comprende inoltre: - un rispettivo secondo elettrodo fisso (79B) solidale al substrato (21); - un rispettivo secondo elettrodo mobile (77B) solidale alla terza massa mobile (72) e configurato per formare un corrispondente secondo condensatore variabile (81B) con il secondo elettrodo fisso della seconda unit? di rilevamento.