[发明专利]MEMS转动加速度传感器及转动加速度测量装置

说明书

本发明提供了一种MEMS转动加速度传感器及转动加速度测量装置，涉及传感器领域。其通过将第一可动电容极板设置于第一质量块上随第一质量块转动，第二可动电容极板设置于第二质量块上随第二质量块转动，第一固定电容极板固定连接于壳体上与第一可动电容极板组成第一可变电容器，第二固定电容极板固定连接于壳体上与第一可动电容极板组成第二可变电容器，第一电荷放大电路与第一可变电容器耦合，第二电荷放大电路与第二可变电容器耦合，第一电荷放大电路与第二电荷放大电路用于与处理器耦合，以根据输出电压判断MEMS转动加速度传感器是否处于转动状态。本发明能够提供一种结构简单、体积小巧的转动加速度传感器，能精确判断构件是否转动。

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体而言，涉及一种MEMS转动加速度传感器及转动加速度测量装置。

背景技术

随着社会的发展，在许多领域，尤其是在土木工程监测领域中，经常需要识别地面、构件或结构体的某个平面是否处于转动状态，以及准确测量该平面相对轴向的运动转动加速度，进而判定被评估物体的破坏程度。

但是，现在测量地面、构件等是否转动的部件体积都较大，制作成本高，同时也无法精确的反应物体是否转动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS转动加速度传感器及转动加速度测量装置，其能够提供一种结构简单、体积小巧以及成本低廉的转动加速度传感器，并且能精确判断构件是否转动。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种MEMS转动加速度传感器，其包括壳体、第一质量块、第二质量块、第一连接杆、第一弹性连接件、第二弹性连接件、第一固定电容极板、第二固定电容极板、第一可动电容极板、第二可动电容极板、第一电荷放大电路以及第二电荷放大电路，所述第一质量块与所述第二质量块刚性连接后与所述第一连接杆的一端固定连接，所述第一连接杆的另一端固定连接于所述壳体上，所述第一弹性连接件分别与所述壳体和所述第一质量块连接，所述第二弹性连接件分别与所述壳体和所述第二质量块连接，所述第一可动电容极板设置于所述第一质量块上随所述第一质量块转动，所述第二可动电容极板设置于所述第二质量块上随所述第二质量块转动，所述第一固定电容极板与所述壳体固定连接，所述第一固定电容极板与所述第一可动电容极板组成第一可变电容器，所述第二固定电容极板与所述壳体固定连接，所述第二固定电容极板与所述第二可动电容极板组成第二可变电容器，所述第一电荷放大电路与所述第一可变电容器耦合，所述第二电荷放大电路与所述第二可变电容器耦合，所述第一电荷放大电路与所述第二电荷放大电路用于与处理器耦合，以使所述处理器根据第一电荷放大电路和所述第二电荷放大电路输出的电压判断所述MEMS转动加速度传感器是否处于转动状态。

在本发明较佳的实施例中，上述MEMS转动加速度传感器还包括差分采样电路，所述差分采样电路分别与所述第一电荷放大电路的输出端和所述第二电荷放大电路的输出端耦合，所述差分采样电路用于提取所述第一电荷放大电路和所述第二电荷放大电路输出的电压信号，以使所述MEMS转动加速度传感器的输出电压与转动加速度成正比。

在本发明较佳的实施例中，上述MEMS转动加速度传感器还包括第一PID反馈电路和第二PID反馈电路，所述第一PID反馈电路的输入端与所述第一电荷放大电路的输出端耦合，所述第一PID反馈电路的输出端与所述第一可变电容器的输出端耦合，所述第一PID反馈电路用于调节所述第一可变电容器的电荷输出，所述第二PID反馈电路的输入端与所述第二电荷放大电路的输出端耦合，所述第二PID反馈电路的输出端与所述第二可变电容器的输出端耦合，所述第二PID反馈电路用于调节所述第二可变电容器的电荷输出。

在本发明较佳的实施例中，上述MEMS转动加速度传感器还包括第一电容开关和第二电容开关，所述第一电荷放大电路的输入端和所述第一可变电容器的输出端通过所述第一电容开关耦合，所述第二电荷放大电路的输入端和所述第二可变电容器的输出端通过所述第二电容开关耦合。