JP6503441B2 - 静電容量式加速度計 - Google Patents
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Description
AZ段階:v(c1)=0V、v(c2)=1.6V、v(cm)=0.8V、及び
XFER段階:v(c1)=1.6V、v(c2)=0V、v(cm)=0.8V
が得られる。
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XFER段階:v(c1)=0V、v(c2)=1.6V、v(cm)=0.8V
が得られる。
FEL1=+0.5/d0×c0/((1−x/d0)2)×(v(c1)−v(cm))2;及び
FEL2=−0.5/d0×c0/((1+x/d0)2)×(v(c2)−v(cm))2であり、式中、
d0は電極の公称距離(本例では2μm)であり、
c0は公称静電容量(c0=cs1×(1−x/d0))であり、
xは可動電極の変位であり、
v(c1)は第1の電極5に印加した電圧であり、
v(c2)は第2の電極7に印加した電圧であり、
v(cm)は可動電極9に印加した電圧である。
5 第1の電極
7 第2の電極
9 第3の可動電極
11 第1のキャパシタ
13 第2のキャパシタ
23 第1の電圧源
25 第2の電圧源
27 電子回路
35 較正手段
37 静電力補償手段
Claims (15)
- 加速度値を測定する静電容量式加速度計(1)であって、前記加速度計(1)は、
−第1の電極(5);
−第2の電極(7);
−前記第1の電極(5)と前記第2の電極(7)との間に配置し、前記第1の電極(5)と共に第1の静電容量値を有する第1のキャパシタ(11)を形成し、前記第2の電極(7)と共に第2の静電容量値を有する第2のキャパシタ(13)を形成する第3の可動電極(9)であって、前記第3の電極(9)は、前記静電容量式加速度計(1)が加速度を受けたときに変位し、それにより前記第1の静電容量と前記第2の静電容量との間に静電容量差値を生成するように構成し、前記静電容量差値は、電荷に変換可能である、第3の可動電極(9);
−第1の電圧値を前記第1の電極(5)に選択的に印加し、第2の電圧値を前記第2の電極(7)に選択的に印加し、第3の電圧値を前記第3の電極(9)に選択的に印加し、前記第3の電極(9)に作用する静電力を生成するように構成した第1の電圧源(23)及び第2の電圧源(25)
を備え、
前記加速度計(1)は、前記電荷を収集する電子回路(27)を更に備え、前記第1の電圧値、前記第2の電圧値及び/又は前記第3の電圧値は、前記加速度を測定するための前記電荷を収集するサンプリングの間に印加するように構成し、
前記加速度計(1)は、前記電子回路(27)におけるサンプリングレートの低減のために欠落した静電力を補償し、前記サンプリングレートとは無関係に平均静電力を一定に維持する静電力補償手段(37)を備え、補償量は、前記欠落した静電力によって変わる、加速度計(1)。 - 前記加速度計(1)は、最大サンプリングレートの使用により前記加速度計(1)を較正するように構成した較正手段(35)を備える、請求項1に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記第1の電圧値又は前記第2の電圧値はゼロである、請求項1又は2に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記第1の電極(5)及び前記第2の電極(7)は、固定されている、請求項1から3のうちいずれか一項に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記静電容量式加速度計(1)は、多軸加速度計である、請求項1から4のうちいずれか一項に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 1つのサンプリングは、第1の段階及び第2の段階を含み、前記電子回路(27)は、前記第1の段階及び前記第2の段階の間に前記第1の電圧値及び前記第2の電圧値を異なって印加するように構成する、請求項1から5のうちいずれか一項に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記第1の段階及び前記第2の段階の間に発生した静電力は異なる、請求項6に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記第3の電圧値は、前記第1の電圧値及び前記第2の電圧値の和を2で除算したものに実質的に等しい、請求項1から7のうちいずれか一項に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記補償手段(37)は、前記第3の電極(9)に印加すべき補償静電力を生成するように構成し、前記補償静電力の値は、前記欠落した静電力によって変わる、請求項1から8のうちいずれか一項に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記補償手段(37)は、前記補償静電力を生成するために、前記第1の電圧源(23)及び前記第2の電圧源(25)を選択的にオン及びオフにするように構成する、請求項9に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 1つのサンプリングは、第1の段階及び第2の段階を含み、前記電子回路(27)は、前記第1の段階及び前記第2の段階の間に前記第1の電圧値及び前記第2の電圧値を異なって印加するように構成し、前記補償手段(37)は、パルスとして補償静電力を生成するように構成し、これにより、1つのパルスが、2つの欠落したサンプリングに対する2つの前記第1の段階又は前記第2の段階のそれぞれによりもたらされた、欠落した静電力を補償するように構成する、請求項9又は10に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記補償手段(37)は、前記サンプリングレートの低減によりもたらされた、前記欠落した静電力の大きさを決定する手段を備える、請求項1から8のうちいずれか一項に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記加速度計は、補償値を保存するメモリを備え、前記補償値は、前記欠落したサンプリングによりもたらされた、前記欠落した静電力の大きさを表示する、請求項12に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 前記加速度計(1)は、前記サンプリング後、前記電荷を中間加速度値に変換し、前記補償値を前記中間加速度値に適用した後、最終加速度値に変換する変換手段(31、33)を備える、請求項13に記載の静電容量式加速度計(1)。
- 請求項1から14のうちいずれか一項に記載の前記静電容量式加速度計(1)の使用により加速度を測定する方法。
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