KR960001756A - 개선된 검출 회로를 갖는 마이크로 메캐니컬 가속도계 - Google Patents

개선된 검출 회로를 갖는 마이크로 메캐니컬 가속도계 Download PDF

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Abstract

마이크로 메캐니컬 구성요소(20, 30, 60, 70, 120)을 사용하는 가속도를 측정하기 위한 장치, 한 실시예는 하나 또는 그 이상의 가속도 구성 요소(10)를 포함하는데, 각 구성요소(10)은 유연한 힌지(13)에 끝이 걸려 있는 매스(12)를 포함한다. 상기 매스(12)는 가속에 응답하여 축에 대하여 제1 및 제2회전 방향으로 편향할 수 있다. 각 구성요소(10)은 상기 매스(12)가 어느 한 방향으로 편향하였을 때 상기 매스(12)의 편향을 감지하도록 작동할 수 있는 전극(15)를 더 포함한다. 검출 회로(25, 65, 125)는 상기 편향이 접촉, 비접촉, 또는 피드백인가에 따라서 다르게 작동 한다.

Description

개선된 검출 회로를 갖는 마이크로 메캐니컬 가속도계
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1A도는 비틀림-힌지 형(torsion-hinge type)의 마이크로 메캐니컬 구성요소의 투시도,
제1B도는 캔티레버-힌지 형(cantilever-hinge type)의 마이크로 메캐니컬 구성 요소의 측면도,
제1C도는 굴곡-힌지 형(flexure-hinge type)의 마이크로 메캐니컬 구성 요소의 측면도,
제2도는 1방향〔반 차원(half dimensional)〕접촉 가속도계(contacting accelerometer)를 도시하는 도면.

Claims (20)

  1. 매스(a mass) : 상기 매스가 정상 위치(normal postion)를 벗어나는 움직임에 대하여 상기 매스를 지지하는 하나 이상의 유연한 힌지; 상기 매스 아래의 전극(electrode); 및 상기 정상 위치를 벗어나는 상기 매스의 움직임을 검출하기 위하여 상기 전극과 전기적으로 접속되어 있는 검출 회로(detection circuit)를 갖는 하나 이상의 가속-응답 구성 요소(acceleration-reponsive element)를 포함하고, 상기 힌지는 상기 매스의 상기 정상 위치에서는 변형되지 않고, 상기 매스가 가속력(acceleration force)에 응답하여 상기 정상 위치를 벗어나도록 움직일 때마다 변형되며, 상기 매스 상기 전극 쪽으로 편향(deflect)하되, 상기 전극에 닿지는 않으며, 상기 검출 회로는 상기 매스의 이러한 위치 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 마이크로 메캐니컬 디지탈 가속도계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구성 요소가 비틀림-힌지(torsion-hinge)장치이고, 상기 힌지는 상기 매스의 양쪽 에지(opposing edges)에서 상기 매스를 지지하고, 상기 매스가 회전할 수 있도록 비틀리는 방식(twisting manner)으로 변형될 수 있으며, 상기 매스는 회전축에 대하여 비대칭(aymmetric)인 것을 특징으로 하는 가속도계.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구성 요소가 캔티레버-힌지(cantilever-hinge)장치이고, 상기 매스는 그 일단(one end)에서 상기 힌지에 의하여 걸려 있고(suspended), 상기 매스가 상기 가속의 방향과 반대의 방향으로 편향할 수 있도록 상기 힌지가 구부려지는 방식(bending manner)으로 변형되는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가속도계 구성 요소가 굴곡-힌지 형(flexure-hinge type)장치이고, 상기 매스는 그 주변에서 상기 힌지들에 의해 걸려 있고(suspended), 상기 매스가 상기 가속의 방향과 반대의 방향으로 편향할 수 있도록 상기 힌지가 변형되는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  5. 제1항에 있어서, 상기 검출 회로가 상기 매스 위치의 변화를 광학적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  6. 제1항에 있어서, 상기 검출회로가 상기 매스와 상기 전극 사이의 전기 용량(capacitance)의 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  7. 제6항에 있어서, 상기 매스가 완전히 편향된 것으로 정의되었을 때 상기 전기용량의 변화가 소정의 값인 것을 특징으로 하는 가속도계.
  8. 제1항에 있어서, 상기 매스가 약간만 편향하고, 상기 매스가 약간 편향한 것에 응답하여 상기 매스를 편향하지 않은 위치(undeflected position)로 복구시키기 위한 피드백 회로(feedback circuit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  9. 제1항에 있어서, 각각이 대응하는 검출하는 회로를 포함하며, 다른 크기의 가속을 받을때 완전히 편향하도록 작동하는 복수의 상기 구성 요소를 포함하고, 상기 가속의 크기를 나타내는 디지탈 출력을 내기 위한 인코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  10. 매스(a mass); 상기 매스의 마주보는 면(opposing sides)에서 상기 매스를 지지하고 상기 매스가 정상의 위치에서 벗어날 수 있도록 하는 유연한 힌지; 상기 매스의 상기 면들 중 하나의 아래에 있는 제1전극; 및 상기 정상 위치를 벗어나는 상기 매스의 움직임을 검출하기 위하여 상기 전극에 전기적으로 접속된 검출 회로를 갖는 하나 이상의 가속-응답 구성 요소를 포함하고, 상기 힌지는 상기 정상 위치에서는 변형되지 않고, 가속력에 응답하여 상기 정상위치에서 제1회전 방향으로 상기 매스가 회전할 수 있도록 비틀리는 방식으로(in a twisting manner)변형되며, 상기 매스는 그 회전축에 대하여 비대칭(asymmetric)인 것을 특징으로 하는 마이크로 메캐니컬 디지탈 비틀림-힌지 가속도계(micro-mechanical digital torsion-hinge accelerometer).
  11. 제10항에 있어서, 상기 매스가 편향할 때 상기 전극에 접촉하고, 상기 검출 회로가 상기 접촉을 검출하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  12. 제10항에 있어서, 상기 매스가 편향할때 상기 전극을 향하여 편향하지만 상기 전극에 접촉하지는 않으며, 상기 검출 회로는 상기 매스의 위치에 있어서의 상기 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 검출 회로가 상기 매스와 상기 전극 사이의 전기 용량의 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  14. 제12항에 있어서, 상기 매스가 약간만 편향하고, 상기 매스가 약간 편향한 것에 응답하여 상기 매스를 편향하지 않은 위치로 복구시키기 위한 피드백 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  15. 제10항에 있어서, 각각이 대응하는 검출회로를 포함하며, 다른 크기의 가속을 받을 때 완전히 편향하도록 작동하는 복수의 상기 구성 요소를 포함하고, 상기 가속의 크기를 나타내는 디지탈 출력을 내기 위한 인코더(encoder)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  16. 제10항에 있어서, 상기 매스가 제2회전 방향으로도 편향할 수 있고, 각각의 상기 구성요소는 상기 매스가 상기 제2방향으로 편향할 때 상기 매스의 편향을 감지하도록 작동하는 제2전극과, 상기 제2방향으로의 상기 매스의 움직임을 검출하기 위하여 상기 제2전극과 전기적으로 접속된 제2검출 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  17. 매스(a mass); 상기 매스의 마주보는 면(opposing sides)에서 상기 매스를 지지하고 상기 매스가 정상의 위치에서 벗어날 수 있도록 하는 유연한 힌지; 상기 매스의 상기 면들 중의 하나 아래에(under one of said sides)위치한 제1전극; 및 상기 정상 위치를 벗어나는 상기 매스의 움직임을 검출하기 위한 검출 회로를 갖는 하나 이상의 가속-응답 구성 요소를 포함하고, 상기 힌지는 상기 정상 위치에서는 변형되지 않고, 가속력에 응답하여 상기 정상 위치에서 제1회전 방향으로 상기 매스가 회전할 수 있도록 비틀리는 방식으로(in altwisting manner)변형되며, 상기 매스는 그 회전축에 대하여 비대칭(asymmetic)이고, 상기 제1전극을 향하여 편향하지만 상기 제1전극과 접촉하지는 않으며, 상기 검출회로는 상기 매스의 위치의 상기 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 비접촉 검출 회로를 갖는 마이크로 메캐니컬 디지탈 비틀림-힌지 가속도계.
  18. 제17항에 있어서, 상기 검출 회로가 상기 매스와 상기 전극 사이의 전기 용량의 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  19. 제18항에 있어서, 상기 매스가 약간만 편향하고, 상기 약간 편향한 것에 응답하여 상기 매스를 편향하지 않은 위치로 복구시키기 위한 피드백 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
  20. 제17항에 있어서, 상기 매스가 제2회전 방향으로 더 편향할 수 있고, 각각의 상기 구성 요소는 상기 매스가 상기 제2방향으로 편향할 때 상기 매스의 편향으로 감지하도록 작동할 수 있는 제2전극과 상기 제2방향으로의 상기 매스의 움직임을 검출하기 위하여 상기 제2전극과 전기적으로 접속된 제2검출회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도계.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019950017752A 1994-06-29 1995-06-28 개선된 검출 회로를 갖는 마이크로 메캐니컬 가속도계 KR960001756A (ko)

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