专利名称：在加速度计中减小偏移的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及加速度计，特别是涉及减小加速度计中的偏移。
背景技术：
区别加速度计的关键参数之一是偏移性能，既包括初始偏移，又包括随时间改变的偏移，还包括温度偏移。例如，具有一个可移动块状件的横向显微机械加工加速度计，该块状件通常采用固定在一个衬底上且位于该块状件边界外侧的多个块状件悬挂结构。测量该块状件相对于传感指针的运动的传感指针也通常固定于该块状件边界外侧的衬底上，例如，环绕在该块状件的衬底上。如果芯片受到应力，例如在装配过程中产生的应力以及温度变化引起的应力，那么该块状件和传感指针之间的相对位置关系就可能发生改变。例如，正常加工变化引起连接在这些支点和可移动块状件之间的弹簧的弹簧常数的差异。如果支点间的距离改变，那么弹簧常数间的差异就能够引起所述片状物相对于支点的不相等位移，这一过程能使该块状件相对于传感指针运动，从而被认为成一种偏移。
同样地，传感器材料也可能由于制造过程而具有内应力，这也能引起偏移。例如，如果可移动块状件的材料处于张紧或压缩状态，那么所述弹簧的位移可能不相等，这能使该块状件相对于传感指针运动，从而被认为是一种偏移。所述偏移通常由信号调节电路中的激光微调电阻器来修正，或者通过在该部件被打包后以一种或多种方法调节该偏移来进行调节。
显微机械加工加速度计通常包括机械地连接在衬底上的电动机械部件。所述部件中的一部分相对于其它部件或衬底是活动的。其它部件在理想状况下相对于衬底是静止的。静止部件中的一个例子就是横向加速度计的固定传感指针。
所述部件通常通过一个由一个或多个加工过程形成的“支点”连接在衬底上。如果通过该支点悬挂的部件尺寸大于该支点的尺寸，那么在使用环境下该支点可能受到很大的扭矩或转矩。所述扭矩或转矩可能是由如下一些情况引起的，例如一种对诸如加速或震动的机械运动的惯性响应，或者在该指针及其环境之间的静电力，如由在正常操作中使用的电压或静电放电过程引起的电压而产生的静电力。所述支点内的微小扭力转动或弯矩位移都能引起悬挂结构的较大偏移。
固定的传感指针刚度并非无限大。指针顶端的净偏移是指针的弯曲与支点的弯曲及扭转相结合的结果。根据指针和支点的尺寸及机械特性，支点的扭转和/或弯曲可能成为对指针端部偏移起重大甚至是决定性作用的因素。
作为输入加速度的结果，位于弹簧上的加速度计验证该块状件的位移由公式1/w0^2给出，其中w0等于2*pi*f0，f0是共振频率。具有高共振频率的加速度计在单位加速度下发生的位移较小。因此，相等的传感器位移误差在具有高共振频率传感器的加速度单元中会引起更大的等效偏移。例如，由于模制应力而产生的固定指针相对于传感器的位移在高共振频率装置中引起更大的视在偏移。
另一个引起偏移的原因是响应加速之外的激励，诸如模制应力。而非加速度而发生的传感器相对于衬底的位移。在单轴线加速度计中，如果有两个将弹簧沿传感轴线连接在衬底上的支点，那么由于应力而产生的偏移就与支点间的距离成比例。正常的加工差异造成连接在每个支点上的弹簧的弹簧常数不同。当模制应力改变了支点间的间距时，弹簧常数间的差异会导致传感器相对于衬底移动，上述情况被认为是一种偏移。由于对于一个给定的模制应力，支点间间距的改变与支点间的距离成正比，因而这项引起的偏移误差也与支点间的距离成比例支点间距(sep)、共振频率(f0)、和偏移(OS)之间的关系如下OS～sep*f0^2。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种加速度计包括一个衬底，一个块状件，块状件支撑结构，和细长的传感指针，所述传感指针用于感知该块状件指针相对于传感指针的运动。所述块状件具有一个外表面，和一个形成内表面的腔，以及多个沿着内表面的一部分设置的的细长指针。所述块状件支撑结构位于内表面内，且由至少一个位于质量中心附近的支点固定在衬底上，以便将该块状件支撑在该衬底上并使该块状件可以相对于衬底运动。所述传感指针在内表面内基本上与该块状件指针相邻设置，并且固定在衬底上与所述至少一个支点邻近的位置，以便机械应力使块状件指针和传感指针以基本上相同的方式运动。所述块状件支撑结构可以包括多个悬挂弹簧和多个支撑臂，其中悬挂弹簧设置在该块状件和该支撑臂之间，并且，支撑臂固定在衬底上。支撑臂可以构造成交叉状或者“H”形结构。块状件支撑结构通常在该块状件的内表面朝向块状件外表面支撑该块状件。所述块状件支撑结构可以用一个支点(如方形支点)或多个支点固定到衬底上。所述多个支点以基本上关于质量中心对称的方式设置。每个传感指针可以用一个细长支点固定到衬底上，或为了减小细长传感指针相对于支点的旋转而采用多个支点来进行固定。
依照本发明的另一个实施例，一种用于减小加速度计中的偏移的方法涉及形成一个具有外表面的块状件，一个形成内表面的腔，和沿所述内表面的一部分设置的多个细长指针结构；在该块状件的内表面内形成多个块状件支撑结构；在该块状件内表面内基本上沿该块状件指针形成多个细长传感指针，以感应该块状件指针相对传感指针的位移；通过位于质量中心附近的至少一个支点将该块状件支撑结构固定在衬底上，以将该块状件支撑在衬底上方并使该块状件可以相对于衬底运动；并且将多个细长传感指针固定到衬底上与所述至少一个支点邻近的位置，以便机械应力使块状件指针和传感指针以基本上相同的方式运动。所述块状件支撑结构可以包括多个悬挂弹簧和多个支撑臂，其中悬挂弹簧设置在该块状件和支撑臂之间，并且支撑臂固定在衬底上。支撑臂可以构造成交叉状或者“H”形。块状件支撑结构可以用一个支点(如方形支点)或多个支点固定在衬底上。所述多个支点可以基本上对称于该块状件的质量中心设置。每个传感指针可以用单个细长支点或多个支点固定到衬底上，以减小细长指针绕支点的转动。
依照本发明的另一个实施例，一种加速度计包括一个衬底，一个块状件，若干块状件支撑结构，和用于感应块状件指针相对于传感指针的运动的细长传感指针。所述块状件具有一个外表面，一个形成内表面的腔，和多个沿着内表面的一部分设置的细长指针。所述块状件支撑结构位于内表面内，且由接近于该块状件质量中心处的至少一个支点将块状件支撑结构固定在衬底上，以便将该块状件支撑在衬底上方并使该块状件可以相对于衬底运动。所述传感指针在内表面内基本上沿块状件指针相邻设置，并且固定在块状件支撑结构上与所述至少一个支点邻近的位置，以便机械应力使块状件指针和传感指针以基本上相同的方式运动。所述传感指针通常在电气上与该块状件支撑结构隔开。所述块状件支撑结构可以包括多个悬挂弹簧和多个支撑臂，并且悬挂弹簧设置在该块状件和支撑臂之间，支撑臂固定在衬底上。支撑臂可以配置成交叉状或者“H”形。块状件支撑结构通常在块状件内表面朝向该块状件外表面支撑该块状件。所述块状件支撑结构可以用一个支点(如方形支点)或多个支点固定在衬底上。所述多个支点可以以基本上对称于质量中心的方式布置。每个传感指针可以用一个细长支点或多个支点固定到衬底上，以减小细长传感指针相对于支点的转动。
依照本发明的另一个实施例，加速度计包括一个具有外表面的框架，一个形成内表面的腔，和多个沿所述内表面的一部分设置的细长传感指针；一个位于所述框架内表面的块状件，所述块状件具有多个基本上沿所述传感指针相邻设置的细长指针；以及多个位于所述框架内表面内的悬挂弹簧，所述悬挂弹簧用于将该块状件连接到该框架上并使该块状件可以相对于该框架运动。所述传感指针通常在电气上与该框架隔开。
依照本发明的另一个方面，一个显微机械加工装置包括一个衬底和至少一个固定在该衬底上的显微机械加工结构，其中，所述至少一个显微机械加工结构受到绕支点的弯曲或扭转，并且所述至少一个显微机械加工结构用一个细长支点或多个支点固定在衬底上，以便减小所述至少一个显微机械加工结构绕支点的弯曲或扭转。所述显微机械加工装置可以是一个加速度计，在此情形下，所述至少一个显微机械加工结构可以是一个固定的传感指针。
在附图中图1示出了根据本发明一个实施例的示例的两轴线加速度计，所述加速度计包括交叉状的块状件支撑结构，所述支撑结构用单个中心支点固定在衬底上；图2更详细地示出图1所示加速度计中的一个支撑臂和一个悬挂弹簧；图3更详细地示出图1所示加速度计的一组固定传感指针；图4示出现有技术中已知的一个包括单个圆形支点的固定传感指针的一部分；图5示出根据本发明一个实施例的一个包括双支点的固定传感指针的一部分；图6示出根据本发明一个实施例的包括一个细长支点的一个固定传感指针的一部分；图7示出根据本发明的一个实施例的示例性的单轴线加速度计，该加速度计包括以单个中心支点固定在衬底上的“H”形块状件支撑结构；图8示出根据本发明的一个实施例的一个示例性的双轴线加速度计，所述加速度计由一个硅涂覆绝缘体(SOI)晶片形成，该晶片包括一个接地层，在该接地层中该传感指针连接在该块状件支撑结构上或与其一体地相结合；图9示出根据本发明的一个实施例的一个示例性的单轴线加速度计，所述加速度计由一个硅涂覆绝缘体(SOI)晶片形成，该晶片包括一个接地层，在该接地层中该传感指针连接在该块状件支撑结构上或与其一体地相结合；图10示出根据本发明的一个实施例的一个示例性的单轴线加速度计，所述加速度计由一个硅涂覆绝缘体(SOI)晶片形成，该晶片未包括接地层，在该接地层中一个块状件悬挂在一个框架中；图11示出根据本发明的一个实施例的一个示例性的两轴线加速度计，该加速度计包括块状件支撑结构，所述块状件支撑结构由多个支点固定在衬底上；图12示出根据本发明的一个实施例的一个示例性的加速度计，在该加速度计中，通过将所有结构悬挂在一个框架中而减小偏移；图13示出图12所示加速度计中所述传感指针与所述框架在电气上的隔开情形。
具体实施例方式
在本发明的各个实施例中，通过下述措施减小或消除加速度计的偏移在所述块状件的内表面内形成若干块状件支撑结构，用至少一个位于质量中心附近的支点将块状件支撑结构固定在衬底上，并将传感指针邻近于支点固定。所述块状件支撑结构可以用单个或相距很近的多个支点固定在衬底上。所述传感指针可以固定在衬底上或块状件支撑结构上。
在本发明的一个实施例中，加速度计块状件悬挂在各种支撑结构上。所述各种支撑结构通常形成于该块状件的边界内。支撑结构通常包括各种悬挂弹簧和支撑臂。悬挂弹簧将该块状件连接到支撑臂上。该支撑臂由单个或相距很近的多个支点固定在芯片上，通常接近于该块状件的质量中心。
在具有四个悬挂弹簧的两轴线加速度计中，支撑臂通常设置成交叉状。悬挂弹簧安放在支撑臂的端部。支撑臂可以形成为一个固定于芯片上的单个结构，或者形成为分别固定在芯片上的各个结构。
为了减小偏移，支撑臂用设置于质量中心附近的单个支点或多个相距很近的支点固定在芯片上，并且，传感指针邻近于支撑臂支点固定。在此方式下，芯片应力基本上与传感器(即块状件，块状件支撑结构，和传感指针)隔开；以使得芯片应力不会导致块状件指针和传感指针产生不相等的位移。
悬挂弹簧通常设置得远离质量中心，朝向该块状件的表面。这种方式将增加该块状件绕横向轴线的转动共振频率，并且改善对该块状件的控制。具体而言，在块状件支撑结构朝向质量中心固定的情况下，该块状件绕横向轴线的转动共振频率部分地取决于该块状件的悬挂点和该固定点之间的距离，当悬挂点接近固定点时转动共振频率相对较低(这是不希望的)，当悬挂点远离固定点时转动共振频率相对较高(这是希望的)。此外，在悬挂弹簧和支撑结构朝向质量中心固定的情况下，该块状件的稳定性部分地取决于该块状件的悬挂点和固定点之间的距离，当悬挂点接近该固定点时该块状件的稳定性就较低(即更容易倾斜)，当悬挂点远离该固定点时该块状件的稳定性就较高(即不容易倾斜)。
所述加速度计通常包括多个与和该块状件成一体的指针相交错的传感指针。这些传感指针可以固定在衬底上，也可以连接在块状件支撑结构上或与其一体形成。在单轴线加速度计中，所述固定的传感指针通常取向为垂直于该块状件的运动轴线。在两轴线加速度计中，所述固定的传感指针通常沿着两条轴线的方向取向。该块状件的移动使一体的指针的位置相对于固定传感指针改变，导致电容发生可检测的改变，这一改变能够被检测为一个加速度。
芯片应力能够改变该固定传感指针相对于支撑臂支点的位置，也即相对于该块状件指针的位置。块状件指针相对于传感指针的这一移动可以被认为成一种偏移。为了减小这种偏移，所述固定传感指针可以固定在衬底上接近块状件支撑结构支点的位置，或者可选的是，可以与支撑臂支点机械地(但并不是电力地)相连接。
为了将传感指针固定到块状件支撑结构支点附近，希望邻近支点设置的固定传感指针尽可能地少。为了使所述的较少的固定传感指针产生用于检测加速度的足够的电容变化，固定传感指针通常形成得较长。较长的固定传感指针由于指针的弯曲以及绕支点的弯曲和扭转而比较短的指针更易于偏转。在本发明的一个实施例中，使用多个支点或单个细长支点来固定每个固定传感指针，以便减小由扭转和弯曲引起的偏转量。
图4显示一个固定传感指针402的一部分，如在本领域中已知的是，其中包括单个圆形支点。这种结构存在的一个问题是允许了传感指针402绕单个圆形支点404的转动。
图5示出根据本发明的一个实施例的一个固定传感指针502的一部分，其中包括两个支点504和506。这种双支点结构减小了传感指针502相绕支点504和506的转动。
图6示出根据本发明的一个实施例的一个固定传感指针602的一部分，其中包括一个细长支点604。这种细长支点结构减小了传感指针602绕支点604的转动。
图1示出一个示例性的双轴线加速度计100，在其它部件之外，该加速度计还包括一个具有一体的指针的块状件102；包括悬挂弹簧(104、106、108、110)和支撑臂(112、114、116、118)的若干块状件支撑结构；以及固定传感指针(120、122、124、126)。所述固定传感指针(120、122、124、126)与所述块状件指针交错布置，通常每对块状件指针中间有两个固定传感指针。图2以放大的比例示出了一个支撑臂和一个悬挂弹簧。图3以放大的比例示出一组固定传感指针。
在本实施例中，四个支撑臂(112、114、116、118)构造成交叉状结构，该结构由位于四个支撑臂交汇点处的单个方形支点128固定在衬底(未示出)上。其中，所述方形支点减小了支撑臂所产生转矩引起的绕支点的弯曲量和扭转量。应当注意，本发明绝不仅局限于单个支点或局限于在质量中心处固定。
如图2所示，悬挂弹簧连接到每个支撑臂的端部和该块状件。该悬挂弹簧被制成蛇形。悬挂弹簧位于远离中心支点处且朝向块状件102的外表面。
在本实施例中，将所述固定传感指针设置得使它们的支点靠近支撑臂支点的形式。因此，将固定传感指针制成从位于每对支撑臂间的“V”形部位沿着该块状件的两横向运动轴线向外发出的形式。为了减小固定传感指针的数目和固定传感指针支点与支撑臂支点间的平均距离，固定传感指针是细长的。传感指针越长越容易绕支点转动。因此，在本实施例中，为了减小绕支点的转动，用细长支点或双支点将所述固定传感指针固定在衬底上。
图11示出另一种示例性双轴线加速度计1100，其中包括具有一体的指针的块状件1102；包括悬挂弹簧(1104、1106、1108、1110)和支撑臂(1112、1114、1116、1118)的块状件支撑结构，以及固定传感指针(1120、1122、1124、1126)。所述固定传感指针(1120、1122、1124、1126)与块状件指针交错设置，通常在每对块状件指针中间设置有两个固定传感指针。
在本实施例中，四个支撑臂(1112、1114、1116、1118)分别由支点1128、1130、1132和1134单独固定在衬底上。
图7示出一个根据本发明一个实施例的示例性的单轴线加速度计700，其中块状件支撑结构被构造为“H”形。所述加速度计700包括一个块状件，该块状件具有一体的指针702，用位于“H”形结构中间的单个支点710固定在衬底(未示出)上的块状件支撑结构704，以及固定在衬底上的传感指针706和708。所述块状件702由位于每个支撑臂端部的悬挂弹簧支撑。
优选的是，将固定传感指针706和708设置成其支点靠近用于固定块状件支撑结构704的中心支点710附近的形式。因此，将固定传感指针706和708制成从位于每对支撑臂间的“U”形部位向外发出的形式，所述支撑臂垂直于该块状件的运动轴线。为了减小固定传感指针的数目和固定传感指针支点与支撑臂支点间的平均距离，固定传感指针是细长的，并且采用单个细长支点或一个双支点固定，以便减小传感指针绕支点的转动。
图12示出一个示例性的加速度计1200，其中通过将所有结构悬挂在一个框架1202中来减小偏移。框架1202有一个外表面，一个形成内表面的腔，和沿着所述内表面的一部分设置的多个细长的传感指针1204。一个块状件1206位于框架1202的内表面内。块状件1206包括沿传感指针1204相邻设置的多个细长指针1208。块状件1206在两端中的任何一端通过两个弹簧1210和1212悬挂在框架1202上，所述两个弹簧1210和1212分别通过桥状件1214和1216与框架1202连接。包括具有传感指针1204的框架1202、具有指针1208的块状件1206、弹簧1210和1212、以及桥状件1214和1216在内的整个结构通常由单个晶片形成，所述单个晶片本身通过桥状件1218悬挂在其它部件上。应当注意，框架1202内的部件可以垂直于图示轴线地取向。
在本发明的实施例中，固定传感指针在电气上连接成各种结构，以便通过由块状件运动引起的电容变化来检测加速度。此外，显微机械加工加速度计可以由不同类型的晶片制成，包括硅晶片，多晶硅晶片，硅涂覆绝缘体(SOI)晶片，和多层硅涂覆绝缘体晶片。当显微机械加工加速度计是由包括一个接地层的硅涂覆绝缘体(SOI)晶片制成的时，固定传感指针可以固定到接地层上，以便与所述固定传感指针建立某种电连接。
图8示出示例性的加速度计的实施例，其中传感指针连接在块状件支撑结构上或与其一体形成。在本实施例中，块状件支撑结构构造成交叉状结构，并且传感指针从块状件支撑结构向外发出。在这种结构中，传感指针需要在电气上与块状件支撑结构隔开。在本发明的一个优选实施例中，通过使用一个具有接地层的硅涂覆绝缘体(SOI)晶片以在传感指针周围形成沟槽，传感指针与块状件支撑结构在电气上隔开。
图9示出示例性的加速度计实施例，其中传感指针连接在衬底上。采用一个具有接地层的硅涂覆绝缘体(SOI)晶片来向传感指针提供电连接。
图10示出一个示例性的加速度计的实施例，其中块状件悬挂在一个框架中。所述框架包括传感指针。在这种结构中，传感指针需要与该框架电气地隔开。所述传感指针被与采用不具有接地层的硅涂覆绝缘体(SOI)晶片电绝缘。
图13显示带有电绝缘槽1302的加速度计1200，所述电绝缘槽1302形成于硅涂覆绝缘体(SOI)晶片上且围绕着每个传感指针，以便将每个传感指针与框架1202在电气上隔开。
应当注意，本发明不局限于块状件支撑结构固定在衬底上的方式。块状件支撑结构可以用单个支点或多个支点来固定。所述支点可以位于质量中心或远离质量中心。当位于远离质量中心处时，支点的位置通常关于质量中心对称，但这不是必须的。所述支点可以是任何形状，包括但不仅限于圆形、方形或细长形。
本发明可以以其它特定的方式实施而不超出本发明的实际保护范围。应当认为前述各实施例是示意性的而非限制性的。
权利要求
1.一种加速度计，其包括衬底；块状件，其具有外表面，一个形成内表面的腔、和沿所述内表面的一部分的多个细长指针；若干块状件支撑结构，所述块状件支撑结构位于所述内表面内，并由至少一个位于该块状件质量中心附近的支点固定在衬底上，以便将该块状件支撑在衬底上方并允许该块状件相对于衬底运动；和多个细长传感指针，所述指针用来感知该块状件指针相对于传感指针的运动，所述传感指针在内表面内基本上与该块状件指针并排设置，并且固定在衬底上与所述至少一个支点接近的位置，从而机械应力使该块状件指针和传感指针以基本上相同的方式运动。
2.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构包括多个悬挂弹簧；和多个支撑臂，其中所述悬挂弹簧布置在所述块状件和所述支撑臂之间，并且所述支撑臂固定于所述衬底。
3.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构由单个支点固定在衬底上。
4.如权利要求3所述的加速度计，其特征在于，所述单个支点是基本上呈正方形的支点。
5.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构由多个基本上关于块状件质量中心对称设置的支点固定在衬底上。
6.如权利要求2所述的加速度计，其特征在于，所述支撑臂大致构造为交叉状结构和“H”形结构中的一种。
7.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，至少一个细长传感指针由单个细长支点固定在衬底上，以便减小所述细长传感指针绕该支点的转动。
8.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，至少一个细长传感指针由多个支点固定在衬底上，以便减小所述细长传感指针绕所述支点的转动。
9.如权利要求1所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构在该块状件的内表面向该块状件的外表面支撑该块状件。
10.一种用于减小加速度计中的偏移的方法，该方法包括形成一个块状件，该块状件具有外表面、一个形成内表面的腔、和沿所述内表面的一部分设置的多个细长指针；在该块状件内表面内形成多个块状件支撑结构；在该块状件内表面内基本上与该块状件指针并排地形成多个细长传感指针，以便感知该块状件指针相对于该传感指针的位移；用位于该块状件质量中心附近的至少一个支点将该块状件支撑结构固定在衬底上，以便将该块状件支撑在衬底上方并允许该块状件相对于衬底运动；并且将多个细长传感指针固定在衬底上与所述至少一个支点邻近的位置，从而机械应力使块状件指针和传感指针以基本上相同的方式运动。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述块状件支撑结构包括多个悬挂弹簧；和多个支撑臂，其中，所述悬挂弹簧设置在该块状件和该支撑臂之间，并且所述支撑臂固定在衬底上。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将块状件支撑结构固定在衬底上的步骤包括用单个支点将该块状件支撑结构固定在衬底上。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述单个支点是基本上呈正方形的支点。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将块状件支撑结构固定在衬底上的步骤包括用多个基本上关于该块状件的质量中心对称设置的支点将所述块状件支撑结构固定在衬底上。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述支撑臂大致构造为交叉状结构和“H”形结构中的一种。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将多个细长传感指针固定在衬底上的步骤包括用单个细长支点将至少一个细长传感指针固定在衬底上，以便减小所述细长传感指针绕支点的转动。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将多个细长传感指针固定在衬底上的步骤包括用多个支点将至少一个细长传感指针固定在衬底上，以便减小所述细长传感指针绕支点的转动。
18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述块状件支撑结构在块状件内表面朝向块状件外表面支撑块状件。
19.一种加速度计，其包括衬底；块状件，其具有外表面、一个形成内表面的腔/和沿所述内表面的一部分设置的多个细长指针；若干块状件支撑结构，所述块状件支撑结构位于所述内表面内并由至少一个位于该块状件质量中心附近的支点固定在衬底上，以便将该块状件支撑在衬底上方并允许该块状件相对于衬底运动；和多个细长传感指针，所述传感指针用于感知该块状件指针相对于该传感指针的运动，所述传感指针在内表面内基本上与块状件指针并排设置，并且固定在块状件支撑结构上与所述至少一个支点邻近的位置，从而机械应力使该块状件指针和该传感指针以基本上相同的方式运动。
20.如权利要求19所述的加速度计，其特征在于，所述传感指针与所述块状件制成结构在电气上隔开。
21.如权利要求19所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构包括多个悬挂弹簧；和多个支撑臂，其中悬挂弹簧设置在所述块状件和所述支撑臂之间，并且所述支撑臂固定在衬底上。
22.如权利要求19所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构用单个支点固定在衬底上。
23.如权利要求22所述的加速度计，其特征在于，所述单个支点是基本上呈正方形的支点。
24.如权利要求19所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构用多个基本上关于该块状件质量中心对称的支点固定在衬底上。
25.如权利要求21所述的加速度计，其特征在于，所述支撑臂大致构造成交叉状结构和“H”形结构中的一种。
26.如权利要求19所述的加速度计，其特征在于，至少一个细长传感指针用单个细长支点固定在衬底上，以便减小所述细长传感指针绕所述支点的转动。
27.如权利要求19所述的加速度计，其特征在于，至少一个细长传感指针用多个支点固定在衬底上，以便减小所述细长传感指针绕所述支点的转动。
28.如权利要求19所述的加速度计，其特征在于，所述块状件支撑结构在该块状件的内表面朝向该块状件的外表面支撑该块状件。
29.一种加速度计，其包括框架，其具有外表面、一个形成内表面的腔、和沿所述内表面的一部分设置的多个细长传感指针；块状件，所述块状件位于所述框架内表面内，并具有与所述传感指针基本上并排设置的多个细长指针；以及多个悬挂弹簧，所述悬挂弹簧位于所述框架内表面内，用于将该块状件连接在该框架上并允许该块状件相对于该框架运动。
30.如权利要求29所述的加速度计，其特征在于，所述传感指针与所述框架在电气上断开。
31.一种显微机械加工装置，其包括衬底；和至少一个通过支点固定在该衬底上的显微机械加工结构，其特征在于，所述至少一个显微机械加工结构受到绕支点位置的弯曲或扭转，并且，所述至少一个显微机械加工结构用单个细长支点或多个支点固定在衬底上，以便减小所述至少一个显微机械加工结构绕支点位置的弯曲或扭转。
32.如权利要求31所述的显微机械加工装置，其特征在于，所述显微机械加工装置是一个加速度计，并且所述至少一个显微机械加工结构包括一个固定传感指针。
全文摘要
通过在一块状件内表面形成块状件支撑结构，用至少一个位于质量中心附近的支点将块状件支撑结构固定在衬底上，并且将传感指针固定在接近支点处，来减小加速度计偏移。块状件支撑结构可以用单个支点或多个相距很近的支点固定在衬底上。传感指针可以固定在衬底上或块状件支撑结构上。通常在块状件内表面内朝向其外表面悬挂该块状件。
文档编号G01P15/18GK1682116SQ03822392
公开日2005年10月12日 申请日期2003年7月18日 优先权日2002年7月19日
发明者霍华德·R·塞缪尔斯, 戴维·C·霍洛歇尔, 迈克尔·朱迪, 托尔·朱诺 申请人:模拟设备公司
专业数控铣床产品供应商
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