[发明专利]基于介电泳的二维适应性加速度计

说明书

技术领域

本发明涉及加速度测量领域。更具体地说，本发明涉及一种用于测定作用于试验质量块上的加速度的介电泳加速度计(dielectrophoretic accelerometer)，涉及加速度计在可携式摄录机内的用途，涉及加速度计在便携式音频播放器内的用途，还涉及一种通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的方法，一种计算机可读介质，和一种程序元件。

背景技术

常规加速度计基于检验质量块或试验质量块，该检验质量块或试验质量块悬挂于某种弹簧减震器系统中。该弹簧减震器系统用作恢复机制。该检验质量块与初始位置的偏差(其可能以各种方式测量)与所施加的加速度成比例。特别是小的，(例如)微米大小的MEMS(微机电系统)加速度计难于制造，其需要复杂的微加工来产生适当的弹簧系统。

因为质量块和弹簧是固定的，所以常规加速度计不具有适应性，即，一旦传感器被制造之后，可测量的加速度范围不可改变。而且，它们通常近似成线性，这在需要较大动态范围的情况下可能是不利的。

可能仍需要改进的加速度测定。

发明内容

根据本发明的示范性实施例，可提供用于测定作用于试验质量块上的加速度的介电泳加速度计，该加速度计包括充满介质的空腔，用于产生非均匀力场的源，适于在介质内移动并经受该力场的试验质量块，和适于检测该试验质量块的移动的检测器，其中该加速度计适于基于该试验质量块的移动来测定该加速度计的加速度。

因此，提供一种加速度计，其通过测定由于作用于该试验质量块上的加速力所造成的该试验质量块的移动来测量该试验质量块的加速度，该实验质量块(例如)自由地浮于介质中。特别地，这种介电泳加速度计可能易于制造并且用于较宽的动态范围。

根据本发明的另一示范性实施例，该非均匀力场是电场，其中该源包括第一数目的第一电极和第二数目的第二电极，其中在每个第一电极与每个第二电极之间存在相应电位差，并且其中第一电极和第二电极适于形成空腔并且用于产生非均匀电场。

因此，根据本发明的这个示范性实施例，可能通过个别正电极和负电极的排列来产生电场，使得电场具有特定分布。

根据本发明的另一示范性实施例，每个电极被排列于上水平面或下水平面中。

因此，可能使用标准光刻来产生这些电极。

根据本发明的另一示范性实施例，该介质具有第一介电常数并且该试验质量块具有不同于该第一介电常数的第二介电常数。

因此，根据本发明的这个示范性实施例，当试验质量块由于非均匀电场的原因从稳定的中性位置移位时，介电泳力可能作用于该试验质量块上。

根据本发明的另一示范性实施例，该检测器适于电容性地检测(capacitively detect)该试验质量块的移动。

举例说来，该检测器可能适于测量不同电极之间的电容，该电容由于该试验质量块在电极之间的移动而变化。

根据本发明的另一示范性实施例，该检测器适于基于差分测量(differential measurement)来检测该试验质量块的移动，其中通过测量第一电极对的第一电容和第二电极对的第二电容并且比较该第一电容与第二电容来检测该试验质量块的移动。

因此，根据本发明的这个示范性实施例，可提供加速度测量的高灵敏度。

根据本发明的另一示范性实施例，该检测器适于通过检测该试验质量块在第一方向的第一移动以及该试验质量块在第二方向的第二移动和该试验质量块在第三方向中的第三移动中的至少一个来执行二维或三维测量。

因此，根据本发明的这个示范性实施例，可能测量在所有三个空间方向中的加速度。

根据本发明的另一示范性实施例，该试验质量块是球形粒子。

这可(例如)提供对称测量。

根据本发明的另一示范性实施例，该源适于控制第一电极与第二电极之间的电位差，在该试验质量块移动时导致作用于该试验质量块上的力的调整。

因此，根据本发明的这个示范性实施例，该加速度计可能根据测量的个别要求来构造。

根据本发明的另一示范性实施例，该力场的非均匀性导致在该试验质量块移动时作用于该试验质量块上的力的对数响应(logarithmicresponse)，导致将要被测量的加速度的较宽的动态范围。

因此，利用同一加速度计可能测量较小加速度和较大加速度。

因此，根据本发明的另一示范性实施例，可利用该源将该响应从非线性响应切换到线性响应。

因此，根据本发明的这个示范性实施例，该加速度计可能根据外部条件而个别地调整。