[发明专利]硅微谐振式加速度计及其自测试方法

权利要求书

1.一种硅微谐振式加速度计，其特征在于，包括：谐振器、质量块和自测试结构，所述谐振器与所述质量块连接；

所述自测试结构包括至少一个电极对，所述电极对包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述质量块连接，能带动所述质量块移动，所述第二电极固定在所述加速度计的衬底上；

所述自测试结构用于在受到电激励时，生成沿第一方向的静电力，带动所述质量块产生微位移，使得所述谐振器输出的谐振频率发生变化，以便根据所述谐振器的差频以及所述静电力得到所述加速度计的标度因数值，并通过比较不同所述电激励下得到的所述标度因数值，判断所述加速度计是否处于正常工作状态，其中，所述第一方向为所述谐振器的谐振梁的轴向方向。

2.根据权利要求1所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，所述自测试结构包括至少一个电极组，每个所述电极组包括一个所述第一电极和两个所述第二电极；

其中，两个所述第二电极沿所述第一方向对称分布于所述第一电极的两侧，组成两个所述电极对，以在电激励的作用下分别产生大小不同、方向相反的静电力。

3.根据权利要求2所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，所述自测试结构包括两个所述电极组，两个所述电极组沿第二方向对称分布于所述质量块的两侧，所述两个所述电极组用于在电激励的作用下分别产生大小、方向均相同的静电力，其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

4.根据权利要求1所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，还包括信号发生电路，所述信号发生电路与所述自测试结构连接，用于为所述自测试结构提供不同的所述电激励。

5.根据权利要求1所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，还包括数据处理器，所述数据处理器与所述谐振器的输出端连接；

所述数据处理器用于获取所述自测试结构分别受到不同的电激励时所述谐振器的差频，根据预设的计算模型、所述电激励的电压值以及所获取的所述差频，得到所述不同的电激励下所述加速度计的标度因数值，比较所述不同的电激励下所述加速度计的标度因数值，根据比较结果判断所述加速度计是否处于正常工作状态。

6.根据权利要求1所述的硅微谐振式加速度计，其特征在于，所述谐振器为沿所述第一方向对称分布于所述质量块两侧的双端固定音叉谐振器。

7.一种硅微谐振式加速度计的测试方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任一项所述的硅微谐振式加速度计，所述方法包括：

分别获取所述加速度计的自测试结构受到不同的电激励时，所述加速度计对应输出的差频；

根据预设的计算模型、所述电激励的电压值以及所获取的所述差频，得到所述不同的电激励下所述加速度计的标度因数值；

比较所述不同的电激励对应的所述加速度计的标度因数值，根据比较结果判断所述加速度计是否处于正常工作状态。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述比较所述不同的电激励对应的所述加速度计的标度因数值，根据比较结果判断所述加速度计是否处于正常工作状态的步骤，包括：

判断所述不同的电激励下得到的所述标度因数值的变化量是否小于预设阈值，若小于所述预设阈值，则判定所述加速度计处于正常工作状态，否则判定所述加速度计处于异常工作状态。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算模型为：

其中，S表示所述标度因数；Δf表示所述差频；F_q表示所述加速度计的质量块受到的静电力，为预设的关于所述电激励的电压值的函数。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电激励包括直流电压信号和交流电压信号。