JP2008008884A - 時間で変動する電圧を使用したmems慣性センサのフォース・リバランシング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一実施形態のMEMS慣性センサ(10、142)は、1以上のプルーフ・マス(12、14、172、174)と、各プルーフ・マス(12、14、172、174)に隣接して配された少なくとも1つのセンス電極(74、76、78、80、188、190)と、1以上のトルカ電極(84、86、88、90、146、150、154、158)とを含む。トルカ電極にリバランシング電圧を印加して、デバイスのセンス軸(72)に沿ったプルーフ・マスの直角位相及び/又はコリオリに関連する運動を静電的にゼロにできる。トルカ電極のそれぞれに印加されるリバランシング電圧は、1以上のフォース・リバランシング制御ループからのフィードバックを用いて調節できる。
【選択図】図1
Description
VCは、時間で変動するキャリア電圧信号成分、
VREBは、時間で変動するリバランシング信号成分、
ωは、プルーフ・マスのモータ・モード運動の角周波数、
sq(θ)は、位相θおよび振幅±1の方形波
を表す。
「B」は、コリオリ関連の信号228、
「A」は、直角位相関連の信号220
である。
「B」は、コリオリ関連の信号228、
「A」は、直角位相関連の信号220
である。
Claims (4)
- MEMS慣性センサ(10、142)であって、
モータ駆動周波数で振動するように適合された1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)と、
前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)のそれぞれに隣接して配される少なくとも1つのセンス電極(74、76、78、80、188、190)であって、前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の駆動軸に垂直なセンス軸(72)に沿った前記プルーフ・マスの運動(20、30)を感知するように適合されたセンス電極(74、76、78、80、188、190)と、
それぞれの前記センス電極(74、76、78、80、188、190)と対応する前記プルーフ・マス(12、14、172、174)との間の固定された静電容量を維持するように適合された1または複数の時間で変動するリバランシング電圧と
を備えるMEMS慣性センサ(10、142)。 - MEMS慣性センサであって、
モータ駆動周波数で振動するように適合された1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)と、
前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)のそれぞれに隣接して配される少なくとも1つのセンス電極(74、76、78、80、188、190)であって、前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の駆動軸に垂直なセンス軸(72)に沿った前記プルーフ・マスの運動を容量的に感知するように適合されたセンス電極(74、76、78、80、188、190)と、
前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)のそれぞれに隣接して配される少なくとも1つの追加の電極(84、86、88、90、146、150、154、158)であって、それぞれが、前記センス軸(72)に沿った前記プルーフ・マスのコリオリおよび/または直角位相の関連の運動を静電的にゼロにするように適合された1または複数の時間で変動するリバランシング電圧と結合された、追加の電極(84、86、88、90、146、150、154、158)と
を備え、
前記1または複数の追加の電極(84、86、88、90、146、150、154、158)のそれぞれに印加される前記リバランシング電圧が、1または複数のフォース・リバランシング制御ループからのフィードバックに基づいて、それぞれの前記センス電極(74、76、78、80、188、190)と対応する前記プルーフ・マス(12、14、172、174)との間の固定された静電容量を維持するように適合される、
MEMS慣性センサ。 - MEMS慣性センサ(10、142)が、モータ駆動周波数で振動するように適合された1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)と、前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)のそれぞれに隣接して配される少なくとも1つのセンス電極(74、76、78、80、188、190)とを含み、それぞれの前記センス電極(74、76、78、80、188、190)が、前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の駆動軸に垂直なセンス軸(72)に沿った前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の変位を感知するために、センス・バイアス電圧源(Vs)に結合されるものである、前記MEMS慣性センサの力をリバランスする方法であって、
それぞれの前記プルーフ・マス(12、14、172、174)に隣接した少なくとも1つの電極(84、86、88、90、146、150、154、158)に、1または複数の時間で変動するリバランシング電圧を印加するステップと、
前記センス軸(72)に沿った前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の変位を感知し、前記プルーフ・マスの変位に比例した振幅を有するセンス電圧を出力するステップと、
出力された前記センス電圧に基づいて、前記センス軸(72)に沿った前記プルーフ・マスの運動を静電的にゼロにするステップと
を備える方法。 - MEMS慣性センサ(10、142)が、モータ駆動周波数で振動するように適合された1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)と、前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)のそれぞれに隣接して配される少なくとも1つのセンス電極(74、76、78、80、188、190)とを含み、それぞれの前記センス電極(74、76、78、80、188、190)が、前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の駆動軸に垂直なセンス軸(72)に沿った前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の変位を感知するために、センス・バイアス電圧源(Vs)に結合されるものである、前記MEMS慣性センサの力をリバランスする方法であって、
前記センス軸(72)に沿った前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)のコリオリ関連の運動を選択的に制御するように適合された幾つかの第1のトルカ電極(146、154)へ、第1のリバランシング電圧を供給するステップと、
前記センス軸(72)に沿った前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の直角位相関連の運動を選択的に制御するように適合された幾つかの第2のトルカ電極(150、158)へ、第2のリバランシング電圧を供給するステップと、
前記センス軸(72)に沿った前記1または複数のプルーフ・マス(12、14、172、174)の変位を感知し、前記プルーフ・マスの変位に比例した振幅を有するセンス電圧を出力するステップと、
出力された前記センス電圧に基づいて、前記センス軸(72)に沿った前記プルーフ・マスの運動を静電的にゼロにするステップと
を備える方法。
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