ITTO20010157A1 - Metodo e circuito di rilevamento di spostamenti tramite sensori micro-elettro-meccanici con compensazione di capacita' parassite e di movime - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e a un circuito di rilevamento di spostamenti tramite sensori micro-elettro-meccanici con compensazione di capacità parassite e di movimenti spuri.

Come è noto, l'impiego di sensori di tipo microelettro-meccanico, o sensori MEMS (dall'inglese "Micro-Electro-Mechanical System") , a sbilanciamento capaciti-vo differenziale è stato proposto per realizzare, ad esempio, accelerometri lineari o rotazionali e sensori di pressione.

In particolare, i sensori MEMS del tipo indicato comprendono un corpo fisso (statore) e una massa mobile, generalmente di materiale semiconduttore opportunamente drogato, fra loro collegati mediante elementi elastici (molle) e vincolati in modo che la massa mobile abbia, rispetto allo statore, gradi di libertà prefissati, traslatori e/o rotatori. Inoltre, lo statore e la massa mobile presentano una pluralità di bracci fis-si e, rispettivamente, mobili, fra loro interdigitati. In pratica, ogni braccio fisso è interposto fra una coppia di bracci mobili, in modo da formare una coppia di condensatori aventi un terminale in comune e capacità dipendente dalla posizione relativa dei bracci stes-si, ossia dalla posizione relativa della massa mobile rispetto allo statore. Quando il sensore viene solleci-tato, la massa mobile si sposta e si verifica uno sbilanciamento nelle capacità dei condensatori.

A seconda del tipo di struttura e del tipo movi-mento relativo permesso fra massa mobile e statore, è possibile realizzare sensori MEMS di tipo lineare, rotazionale, a variazione di interspazio (distanza fra ciascun braccio mobile e i rispettivi bracci fissi) e/o a variazione di affaccio (variazione dell'area di reci-proco affacciamento fra i bracci mobili e i rispettivi bracci fissi).

In tutti i casi citati, la lettura del sensore (ossia il rilevamento di una grandezza elettrica rap-presentativa della variazione di capacità dei condensatori) comporta dei problemi per la presenza di capacità parassite (capacità di "pad" e di substrato).

Per superare tale inconveniente, un metodo e un circuito per la lettura di sensori MEMS sono stati proposti in "A Three-Axis Micromachined Accelerometer with a CMOS Position-Sense Interface and Digital Offset-Trim Electronics" di M. Lemkin, B. Boser, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Voi. 34, N. 4, pagg. 456-468.

Nell'articolo citato, in particolare, si fa rife-rimento a un sensore MEMS 1 di tipo lineare illustrato, per maggiore chiarezza, nelle figure 1 e 2; quanto ver-rà di seguito esposto, è comunque valido per sensori MEMS di qualsiasi tipo.

In dettaglio, il sensore 1 comprende uno statore 2 e un massa mobile 3, fra loro collegati mediante molle 4 in modo che la massa mobile 3 possa traslare paralle-lamente a un primo asse di riferimento X, mentre è sostanzialmente fissa rispetto a un secondo e a un terzo asse di riferimento Y, Z. Il sensore 1 è inoltre simme-trico rispetto a un asse longitudinale parallelo al primo asse di riferimento X.

Lo statore 2 e la massa mobile 3 sono provvisti di una pluralità di primi e secondi bracci fissi 5', 5" e, rispettivamente, di una pluralità di bracci mobili 6, estendentisi sostanzialmente paralleli al piano Y-Z.

Come mostrato in dettaglio in figura 2, ogni braccio mobile 6 è compreso fra due rispettivi bracci fissi 5', 5", ai quali è parzialmente affacciato. Di conseguenza, il braccio mobile 6 forma con i due bracci fissi 5', 5" un primo e, rispettivamente, un secondo condensatore di lettura 8, 9 a facce piane parallele. In particolare, l'area delle armature dei condensatori di lettura 8, 9 è pari all'area di affaccio A dei bracci mobile 6 e dei bracci fissi 5', 5". In particolare, l'area di affaccio A è sostanzialmente un rettangolo di lati Ly, Lz.

Il primo e il secondo condensatore di lettura 8, 9 hanno una prima e, rispettivamente, una seconda capacità di lettura Ca, Cb, date dalle espressioni:

(1)

(2)

dove XI, X2 sono le distanze fra il braccio mobile 6 e il primo e, rispettivamente, il secondo braccio fissi 5', 5" di figura 2 e ε è la costante dielettrica dell'aria .

Nel sensore 1, tutte le capacità di lettura Ca formate fra i bracci mobili 6 e i primi bracci fissi 5' sono fra loro in parallelo; analogamente tutte le capacità di lettura Cb formate fra i bracci mobili 6 e i secondi bracci fissi 5" sono fra loro in parallelo. Di conseguenza, fra lo statore 3 e la massa mobile 4 sono complessivamente presenti due capacità, pari a CI = N*Ca e, rispettivamente, a C2 = N*Cb, con N numero di bracci mobili 6 del sensore 1. Definendo come capacità di lettura comune Cs del sensore 1 il valore delle capacità Cl, C2 a riposo, si ha:

Cs =Cl= C2 (3)

In seguito a un movimento della massa mobile 4 puramente lungo l'asse X, le capacità di lettura Cl, C2 presentano variazioni di segno opposto e in valore assoluto uguali e pari a uno sbilanciamento capacitivo ΔCs .

La figura 3, in cui del sensore MEMS 1 è illustrato un equivalente elettrico semplificato, mostra un circuito di lettura 10, del tipo descritto nell'articolo citato.

In particolare, il sensore MEMS 1 è schematizzato mediante un primo e un secondo condensatore di lettura equivalente 11, 12, aventi primi terminali collegati a un primo e, rispettivamente, un secondo nodo di lettura 13, 14 e secondi terminali collegati a un nodo comune 15. Inoltre, il primo e il secondo condensatore di lettura equivalente 11, 12 hanno capacità pari alla prima e, rispettivamente, alla seconda capacità di lettura Cl, C2. Il primo e il secondo nodo di lettura 13, 14 sono collegati a tutti i primi bracci 5' e, rispettivamente, a tutti i secondi bracci 5" dello statore 3, mentre il nodo comune 15 è collegato alla massa mobile 4 e quindi ai bracci mobili 6. Inoltre, in figura 3 le capacità parassite del sensore MEMS 1 sono schematizza-te mediante condensatori parassiti 17, 18 collegati fra i nodi di lettura 13, rispettivamente 14 e massa.

II circuito di lettura 10 comprende un amplifica-tore operazionale di lettura 20 in configurazione di integratore di carica e uno stadio di retroazione 21.

In dettaglio, l'amplificatore operazionale di let-tura 20, avente topologia completamente differenziale, presenta un ingresso invertente collegato al primo nodo di lettura 13 e un ingresso non invertente collegato al secondo nodo di lettura 14; e ha un'uscita non invertente 20a e un'uscita invertente 20b fra le quali è presente una tensione di uscita Vo. Inoltre, un primo e un secondo condensatore di integrazione 22, 23, aventi uguale capacità di integrazione Ci, sono collegati l'uno fra l'ingresso invertente e l'uscita non inver-tente 20a e l'altro fra l'ingresso non invertente e l'uscita invertente 20b dell'amplificatore operazionale di lettura 20.

Lo stadio di retroazione 21 comprende un circuito amplificatore 25 e un primo e un secondo condensatore di retroazione 26, 27, aventi primi terminali collegati a un'uscita 25a del circuito amplificatore 25 e secondi terminali collegati al primo e, rispettivamente, al secondo nodo di lettura 13, 14. Il circuito amplificatore 25, la cui struttura e il cui funzionamento sono descritti in dettaglio nell'articolo citato, è un circuito a condensatori commutati presentante un primo e un secondo ingresso differenziale 25b, 25c, collegati al-l'ingresso invertente e, rispettivamente, all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale di lettura 20, e un ingresso di riferimento, collegato a un generatore di tensione 29 fornente una prima tensione di riferimento Vrl. In pratica, il circuito amplificatore 25 rileva, in una prima fase di funzionamento, la tensione presente fra gli ingressi differenziali 25b, 25c, ne determina il valor medio e, in una seconda fa-se, genera in uscita una tensione di retroazione VF3 proporzionale alla differenza fra tale valor medio e la prima tensione di riferimento Vrl.

La lettura del sensore MEMS 1 viene eseguita fornendo alla massa mobile 4 una tensione di lettura Vs a onda quadra. Lo stadio di retroazione 20 interviene in modo da mantenere il primo e il secondo nodo di lettura 13, 14 a una tensione costante. In particolare, la tensione di retroazione VFB fornita del circuito amplificatore 25 è un'onda quadra in controfase rispetto alla tensione di lettura Vs. In questo modo, i condensatori parassiti 17, 18 sono ininfluenti, in quanto sono mantenuti a tensione costante e non assorbono carica, e quindi viene eliminato l'errore dovuto alle capacità parassite del sensore MEMS 1. La tensione di uscita Vo presente fra le uscita 20a, 20b dell'amplificatore operazionale di lettura 20 è infatti data dall'espressione :

(4)

in cui, come accennato in precedenza, ACs è lo sbilanciamento capacitivo del sensore MEMS 1, ossia la variazione di capacità del primo e del secondo condensatore equivalente di lettura 11, 12 in seguito a spostamenti della massa mobile 4.

La precisione del circuito dì lettura descritto, però, è limitata da un altro problema, causato da movimenti spuri, non coerenti cioè con il grado di libertà consentito e dovuti alla non idealità dei vincoli meccanici .

Più in dettaglio, supponendo per semplicità che le distanze XI, X2 siano inizialmente uguali e pari a una distanza a riposo X0, dalle equazioni (1)—(3) risulta che la componente ACsx dello sbilanciamento capacitivo ACs secondo il primo asse di riferimento X è data dal-1'espressione :

(5) dove ΔΧ è lo spostamento della massa mobile 4 lungo il primo asse di riferimento X.

In presenza di uno spostamento spurio ΔΥ parallelo al secondo asse di riferimento Y, lo sbilanciamento capacitivo ΔCs presenta una componente ΔCsy data dal-1 'espressione:

Eventuali spostamenti spuri ΔΖ lungo il terzo asse di riferimento Z sono invece compensati grazie alla simmetria assiale del sensore MEMS 1.

Mentre lo sbilanciamento introdotto dallo spostamento ΔΧ è di tipo differenziale ed è di per sé adatto a essere rilevato dall’amplificatore operazionale di lettura 20, che ha topologia completamente differenziale, lo spostamento ΔΥ introduce una sensibile variazione di modo comune della capacità dì lettura comune Cs, in quanto causa una variazione dell'area di affaccio A (figura 2).

Dato che la tensione di uscita Vo è direttamente proporzionale allo sbilanciamento capacitivo ΔCs , che è a sua volta direttamente proporzionale alla capacità di lettura comune Cs, la variazione di modo comune dovuta allo spostamento ΔΥ introduce un significativo errore di lettura.

Scopo della presente invenzione è superare gli inconvenienti descritti.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un metodo di compensazione di capacità parassite in un sensore micro-elettro-meccanico, un metodo ed un circuito di rilevamento di spostamenti tramite sensori micro-elettro-meccanici, come definiti rispettivamente nelle rivendicazioni 1, 10 e 11.

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

- la figura 1 è una vista prospettica di un sensore micro-elettro-meccanico;

- la figura 2 è una vista prospettica di un dettaglio del sensore di figura 1, ingrandito;

- la figura 3 è uno schema circuitale semplificato di circuito di lettura per un sensore micro-elettromeccanico, di tipo noto;

- la figura 4 è uno schema circuitale di un circuito di lettura per un sensore micro-elettro-meccanico secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 5 è un grafico relativo a grandezze presenti nel circuito di figura 4; e

- la figura 6 è uno schema circuitale di un circuito di lettura per un sensore micro-elettro-meccanico in una seconda forma di realizzazione della presente invenzione .

In figura 4, in cui parti uguali a quelle già mostrate sono indicate con gli stessi numeri di riferi-mento, è illustrato un circuito di lettura 30 che si differenzia dal circuito di lettura 10 di figura 3 per il fatto di comprendere uno stadio di compensazione 31. In particolare, il circuito di lettura 30 è collegato al sensore MEMS 1 (qui schematizzato mediante il primo e il secondo condensatore di lettura equivalente 11, 12, collegati l'uno fra il primo nodo di lettura 13 e il nodo comune 15 e l'altro fra il secondo nodo di lettura 14 e il nodo comune 15) e comprende l'amplificatore operazionale di lettura 20 e lo stadio di retroazio-ne 21. Inoltre, un generatore di segnale 60 è collegato ad un primo ingresso 61a di un selettore 61, di tipo noto, avente un secondo ingresso 61b ed un'uscita 61c. L'uscita 61c è collegata al nodo comune 15.

Come già accennato, l'amplificatore operazionale di lettura 20, avente topologia completamente differenziale, opera in configurazione di integratore di carica e presenta ingresso invertente collegato al primo nodo di lettura 13 e ingresso non invertente collegato al secondo nodo di lettura 14. Lo stadio di retroazione comprende il circuito amplificatore 25, avente gli ingressi differenziali 25b, 25c collegati agli ingressi invertente e, rispettivamente, non invertente dell'amplificatore operazionale di lettura 20; e il primo e il secondo condensatore di retroazione 26, 27 collegati l'uno fra l'uscita 25a del circuito amplificatore 25 e il primo nodo di lettura 13 e l'altro fra l'uscita 25a del circuito amplificatore 25 e il secondo nodo di lettura 14.

Lo stadio di compensazione 31 presenta un ingres-so, collegato all'uscita 25a del circuito amplificatore 25, e un'uscita 31a, collegata al secondo ingresso 61b del selettore 61 e fornente una tensione dì compensazione Vc, legata alla capacità di lettura comune Cs del sensore MEMS 1 da una relazione approssimata di proporzionalità inversa, come spiegato in dettaglio più avanti.

Lo stadio di compensazione 31 comprende un condensatore di memoria 32, uno stadio di disaccoppiamento 34 e un amplificatore operazionale di compensazione 35 con guadagno negativo.

Il condensatore di memoria 32 presenta un primo terminale collegato a massa e un secondo terminale collegato all'uscita 25a del circuito amplificatore 25 mediante un primo interruttore 36 e allo stadio di disac-coppiamento 33, mediante un secondo interruttore 37, comandato in controfase rispetto al primo interruttore 36.

Lo stadio di disaccoppiamento 33 è preferibilmente formato da un amplificatore operazionale in configura-zione di inseguitore, ossia avente ingresso non invertente collegato al secondo interruttore 37 e ingresso invertente direttamente collegato all'uscita.

L'amplificatore operazionale di compensazione 35, in configurazione di amplificatore invertente, presenta terminale invertente collegato all'uscita dello stadio di disaccoppiamento 33 attraverso un resistore di in-gresso 40, terminale non invertente collegato a massa e uscita formante l'uscita dello stadio di compensazione 31 e fornente la tensione di compensazione Vc; inoltre, l'uscita e il terminale invertente dell'amplificatore operazionale di compensazione 35 sono fra loro collega-ti mediante un resistore di retroazione 41.

Verrà ora mostrato che la relazione fra la capacità dì lettura comune Cs è legata, in prima approssimazione, alla tensione di compensazione Vc tramite una relazione di proporzionalità inversa.

Infatti, quando alla massa mobile 4 viene fornita la tensione di lettura Vs, la tensione di retroazione VFB fornita dal circuito amplificatore 25 assume un valore direttamente proporzionale alla capacità di lettu-ra complessiva Cs, al pari della tensione di uscita Vo, e può essere espressa nel seguente modo:

VpB = K1VsCs (7) dove K1 è una prima costante. Si noti che anche l'ampiezza della tensione di lettura Vs è costante.

In due successive fasi, la tensione di retroazione VFB viene memorizzata e quindi trasferita all'amplifica-tore operazionale di compensazione 35 attraverso lo stadio di disaccoppiamento 33.

Pertanto, indicando con G il valore assoluto del guadagno dell'amplificatore operazionale di compensazione 35 e con VcO il valore della tensione di compensazione Vc in assenza di tensione in ingresso, si ha:

Ve = VcO-GVFB = VcO-GKIVsCs (8) Poiché le variazioni della capacita di lettura comune Cs dovute agli spostamenti spuri ΔΥ sono dell'or-dine dei femtoFarad, in un prefissato intorno I di un valore di risposo CsO della capacità di lettura comune Cs l'espressione (8) è un'approssimazione al primo ordine di una relazione di proporzionalità inversa data da (si veda la figura 5):

Vc '=K2/ Cs (9) dove Ve' è una tensione di compensazione ideale e K2 è una seconda costante.

Pertanto, linearizzando l'andamento della tensione di compensazione Vc nell'intorno I si commette un errore trascurabile e si può correttamente considerare valida la relazione:

Vc = Vc'=K2/Cs (10)

In pratica, un ciclo di lettura del sensore MEMS 1 viene effettuato nel seguente modo.

Inizialmente il selettore 61 fornisce, alla massa mobile 4 (rappresentata in figura 4 dal nodo comune 15), la tensione costante Vs. Secondo quanto descritto in dettaglio nell'articolo citato, in questa fase il circuito amplificatore 25 dello stadio di retroazione 21 genera in uscita un valore della tensione di retroazione VFB tale da mantenere costante la tensione di modo comune fra il primo e il secondo nodo di lettura 13, 14 (ossia la media fra le tensioni presenti sul tali nodi); inoltre, dato che l'amplificatore operazionale di lettura 20 mantiene sostanzialmente nulla la tensione esistente fra i propri ingressi, il primo e il secondo nodo di lettura 13, 14 sono in pratica punti di massa virtuale.

Contemporaneamente, il primo interruttore 36 dello stadio di compensazione 31 viene chiuso (mentre il secondo interruttore 37 rimane aperto) e il condensatore di memoria 32 si carica alla tensione di retroazione VFB, che viene così memorizzata. In questa fase, in pra-tica, la capacità di lettura comune Cs (proporzionale alla tensione di retroazione VFB) viene rilevata e quindi memorizzata per essere successivamente elaborata.

In seguito, gli interruttori 36, 37 commutano, in modo da collegare il condensatore di memoria 32 all'am-plificatore operazionale di compensazione 35, attraverso lo stadio di disaccoppiamento 33 e il resistore di ingresso 40. Pertanto, l'uscita 31a dello stadio di compensazione si porta e si mantiene sostanzialmente alla tensione di compensazione Vc indicata dall'equa-zione (10).

Inoltre, commuta il selettore 61; di conseguenza la tensione di compensazione Vc viene alimentata al no-do comune 15 (cioè alla massa mobile 4) ,. In questa fase, la tensione di uscita Vo è data dalla seguente relazione :

(11) Poiché, in base alle equazioni (5), 6), lo sbilanciamento capacitivo ACs è dato da:

(12)

la tensione di uscita Vo risulta sostanzialmente indipendente dalla capacità di lettura comune Cs. Infatti, combinando le equazioni (11) e (12) sì ottiene:

(13)

L'approssimazione compiuta nell'equazione (12) è giustificata in quanto gli spostamenti spuri ΔΥ, dovuti a imperfezioni costruttive e completamente assenti nel caso di vincoli ideali, sono molto minori degli sposta-menti ΔΧ, che sono invece previsti per il normale fun-zionamento del sensore MEMS 1; inoltre, le grandezze XO e Ly sono fra loro confrontabili.

In pratica, la dipendenza della tensione di uscita Vo dalla capacità di lettura comune Cs che, in prima approssimazione segue una relazione di proporzionalità diretta, viene eliminata generando una tensione inver-samente proporzionale alla capacità di lettura comune Cs stessa e alimentando poi la tensione così generata alla massa mobile 4.

In figura 6, in cui parti uguali a quelle già mo-strate sono indicate con gli stessi numeri di riferimento, è illustrata una seconda forma di realizzazione dell'invenzione. In particolare, un circuito di lettura 40 comprende l'amplificatore operazionale di lettura 20 e lo stadio di retroazione 21 collegati fra loro e al sensore MEMS 1 come già descritto con riferimento alle figure 3 e 4. Inoltre, uno stadio di compensazione 41 comprende il condensatore di memoria 32, collegato all'uscita 25a del circuito amplificatore 25 attraverso il primo interruttore 36, e un amplificatore operazionale di compensazione 42, avente ingresso non invertente collegato a massa, ingresso invertente collegato attraverso un resistore di ingresso 43 a un generatore di tensione 44, fornente una seconda tensione di riferimento Vr2 costante, e uscita formante un'uscita 41a dello stadio di compensazione 41. Inoltre, fra l'uscita e l'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale di compensazione 42 è collegato un elemento resistivo di retroazione 45 a resistenza variabile, avente un terminale di controllo 45a collegato al condensatore di memoria 32 attraverso il secondo interruttore 37 per ricevere la tensione di retroazione VFB memorizzata. L'elemento resistivo di retroazione 45 comprende preferibilmente un transistore MOS operante in zona lineare, il cui terminale di porta forma il terminale di controllo 45a.

In questo caso, in pratica, la tensione di compensazione Ve viene controllata modulando il valore del guadagno G' attraverso la tensione di retroazione VFB. Indicando con Ri e R2 la resistenza del resistore di ingresso 43 e, rispettivamente, dell'elemento resistivo di retroazione 45, il guadagno G' è dato dall'espressione:

G' = -R2 /RI (14)

Inoltre :

Ve = G'Vr2 = -G'(R2 /RI)Vr2 (15)

Dato che, in prima approssimazione, la resistenza di un transistore MOS diminuisce al crescere della ten-sione porta-sorgente in modo inversamente proporzionale e viceversa, la resistenza R2 dell'elemento resistivo di retroazione 45 è inversamente proporzionale ala ten-sione di retroazione VFB. Inoltre, dato che, come mo-strato in precedenza, la tensione di retroazione VFB è direttamente proporzionale alla capacità di lettura co-mune Cs, dall'equazione (15) discende che, anche in questo caso, la tensione di compensazione è legata alla capacità di lettura comune Cs sostanzialmente da una legge di proporzionalità inversa.

Da quanto sopra esposto risulta evidente che l'invenzione permette vantaggiosamente di eliminare gli effetti di disturbo sia delle capacità parassite, sia dei movimenti spuri causati da imperfezioni meccaniche dei sensori MEMS . Di conseguenza, il circuito di lettura descritto è molto più preciso e meno soggetto a errori rispetto ai circuiti di lettura tradizionali.

Inoltre, il metodo e il circuito descritti sono estremamente versatili e possono essere utilizzati per la lettura di sensori MEMS a sbilanciamento capacitivo differenziale di qualsiasi tipo. In particolare, oltre ai sensori lineari a variazione di interspazio, è possibile leggere sensori di tipo rotazionale e del tipo a variazione di area di affaccio.

Risulta infine evidente che al metodo e il circui-to descritti possono essere apportate modifiche e va-rianti, senza uscire dall'ambito della presente inven-zione.

In particolare, lo stadio di compensazione può essere realizzato in modi differenti e fornire una tensione di compensazione che rappresenta una approssimazione diversa da quella descritta; lo stadio di compensazione potrebbe, ad esempio, essere realizzato mediante circuiti a condensatori commutati.

Claims (17)

1. R IV E N D I CA Z I ON I 1. Metodo di compensazione di capacità parassite in un sensore micro-elettro-meccanico comprendente un corpo fisso (3) e una massa mobile (4), formanti almeno un primo e un secondo condensatore di lettura (11, 12), collegati a un nodo comune (15) e a un primo, rispetti-vamente un secondo nodo dì lettura (13, 14) e presen-tanti una capacità di lettura comune a riposo (Cs); il metodo comprendendo le fasi di: - fornire a detto nodo comune (15) una tensione di lettura (Vs); e - mantenere detti primo e secondo nodo di lettura (13, 14) a una tensione di modo comune costante tramite una tensione di retroazione (VFB) ; caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - fornire a detto nodo comune (15) una grandezza elettrica di compensazione (Ve), inversamente proporzionale a detta capacità di lettura comune (Cs) almeno in un prefissato intervallo (I).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, la fase di misurare detta capacità di lettura comune (Cs).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratteriz-zato dal fatto che detta fase di misurare comprende le fasi di: - rilevare detta tensione dì retroazione (VFB); e - memorizzare detta tensione di retroazione (VFB)·
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendica-zioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di generare detta grandezza elettrica di compensazione (Ve) in modo, in prima approssimazione e in detto intervallo (I), inversamente proporzionale a det-ta capacità di lettura comune (Cs).
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta fase di generare detta gran-dezza elettrica di compensazione (Ve) comprende ampli-ficare detta tensione di retroazione (VFB) con guadagno negativo (G) .
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta fase di generare detta gran-dezza elettrica di compensazione (Vc) comprende le fasi di : - fornire mezzi amplificatori (42, 43, 45) aventi un guadagno variabile (G); - controllare detto guadagno variabile (G) mediante detta tensione di retroazione (VFB)·
7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendica-zioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di fornire detta tensione di retroazione (VFB) a detti primo e secondo nodo di lettura (13, 14) attraverso un primo e, rispettivamente, un secondo con-densatore di retroazione (26).
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendica-zioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta tensione di lettura (Vs) è una tensione costante di du-rata prefissata.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendica-zioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, prima di eseguire detta fase di fornire una grandezza elet-trica di compensazione (Vc), viene eseguita la fase di rimuovere detta tensione di lettura (Vs) da detto nodo comune (15).
10. 10. Metodo di rilevamento di uno spostamento di un sensore micro-elettro-meccanico comprendente un corpo fisso (3) e una massa mobile (4), formanti almeno un primo e un secondo condensatore di lettura (11, 12), collegati a un nodo comune (15) e a un primo, rispettivamente un secondo nodo di lettura (13, 14) e presentanti una capacità di lettura comune a riposo (Cs) ed sbilanciamento capacitivo (ΔCs) in seguito ad uno spostamento di detta massa mobile; il metodo comprendendo le fasi di: - fornire a detto nodo comune (15) una tensione di lettura (Vs); - mantenere detti primo e secondo nodo di lettura (13, 14) a una tensione di modo comune costante tramite una tensione di retroazione (VFB) ; e - rilevare una grandezza di uscita (Vo) correlata a detto sbilanciamento capacitivo (ΔCs), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - fornire a detto nodo comune (15) una grandezza elettrica di compensazione (Vc), inversamente proporzionale a detta capacità di lettura comune (Cs) almeno in un prefissato intervallo (I).
11. 11. Circuito di rilevamento di spostamenti tramite un sensore micro-elettro-meccanico, comprendente un corpo fisso (3) e una massa mobile (4), formanti almeno un primo e un secondo condensatore di lettura (11, 12), collegati a un nodo comune (15) e a un primo, rispetti-vamente un secondo nodo di lettura (13, 14) e presentanti una capacità di lettura comune (Cs) a riposo; il circuito comprendendo: - mezzi amplificatori di lettura (20), aventi in-gressi (13, 14) collegati a detti primo e, rispettivamente, secondo condensatore di lettura (11, 12) e un'uscita fornente una tensione di uscita (Vo) correlata a una tensione presente su detto nodo comune (15); e - uno stadio di retroazione (21), collegato a detti primo e secondo nodo di lettura (13, 14) e generante una tensione di retroazione (VFB) mantenente detti primo e secondo nodo di lettura (13, 14) a una tensione di modo comune costante; caratterizzato dal fatto di comprendere uno stadio di compensazione (31; 41) ricevente detta tensione di retroazione (VFB) e fornente a detto nodo comune (15) una tensione di compensazione (Ve), inversamente proporzionale a detta capacità di lettura comune (Cs) al-meno in un prefissato intervallo (I).
12. 12. Circuito secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto stadio di compensazione (31; 41, 43, 45) comprende mezzi di memoria (32), col-legati a detto stadio di retroazione (21) e memorizzanti detta tensione di retroazione (VFB) e un amplificatore lineare (35; 42) collegato a detti mezzi di memoria ed aventi guadagno (G) negativo.
13. 13. Circuito secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto amplificatore lineare (35) comprende un amplificatore operazionale in configurazione invertente, avente ingresso invertente collegato a detti mezzi di memoria (32), ingresso non inver-tente collegato ad una linea a potenziale di riferimento e uscita collegata a detto nodo comune (15).
14. 14. Circuito secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto amplificatore lineare (42, 43, 45) è un amplificatore lineare a guadagno controllabile (G).
15. 15. Circuito secondo la rivendicazione 14, carat-terizzato dal fatto che detto amplificatore lineare (42, 43, 45) comprende un elemento resistivo a resistenza variabile (45), avente un terminale di controllo (45) collegato a detti mezzi di memoria (32).
16. 16. Circuito secondo la rivendicazione 15, carat-terizzato dal fatto che detto amplificatore lineare (42, 43, 45) comprende, inoltre, un amplificatore operazionale (42) avente ingresso invertente collegato a un generatore di tensione di riferimento, fornente una tensione di riferimento costante (Vr2), ingresso non invertente collegato a una linea a potenziale di riferimento e uscita collegata a detto nodo comune (15).
17. 17. Metodo e circuito di rilevamento di spostamenti tramite un sensore micro-elettro-meccanico, sostanzialmente come descritto con riferimento alle figure annesse.