Интегральный микромеханический туннельный акселерометр

Изобретение относится к области измерительной и микросистемной техники, а именно к интегральным измерительным элементам величин ускорения. Акселерометр содержит полуизолирующую подложку, основание неподвижного электрода, основание электростатического актюатора, якорную область подвижного электрода, технологический слой в области неподвижного электрода, технологический слой в области электростатического актюатора, упругий подвес, контактную область неподвижного электрода, контактную область электростатического актюатора, контактную область подвижного электрода, инерционную массу, неподвижный электрод, неподвижный электрод электростатического актюатора, контакт к подвижному электроду, подвижный электрод электростатического актюатора, подвижный электрод. Преобразователь перемещения представляет собой туннельный контакт, образованный неподвижным электродом и подвижным электродом. Упругий подвес имеет J-образную форму и представляет собой сегмент цилиндрической оболочки, примыкающий одним концом к якорной области подвижного электрода и жестко закрепленный относительно полуизолирующей подложки, а вторым концом примыкающий к инерционной массе. Технический результат – повышение чувствительности измерения составляющей ускорения, направленной вдоль оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной и микросистемной техники, а более конкретно - к интегральным измерительным элементам величин ускорения.

Известен миниатюрный туннельный акселерометр на основе технологии поверхностной микросборки (см. "A New Miniaturized Surface Micromachined Tunneling Accelerometer" R.L. Kubena, G.M. Atkinson, W.P. Robinson, F.P. Stratton, IEEE Electron Device Letters, Vol. 17, No. 6, June 1996), содержащий преобразователь перемещений, электростатический актюатор, основание неподвижного электрода, неподвижный электрод электростатического актюатора, а также подложку, изолирующий слой, якорную область упругой балки, упругую балку, неподвижный электрод преобразователя перемещений, причем упругая балка представляет собой L-образную пластину из металла (золото), функционально объединяющую инерционную массу, подвижный электрод и подвижный электрод электростатического актюатора, расположенную с зазором относительно подложки, примыкающую одним своим концом к якорной области упругой балки, которая расположена на изолирующем слое, нанесенном на подложку; преобразователь перемещений образован упругой балкой с одной стороны, а с другой - острием неподвижного электрода, расположенного на основании неподвижного электрода, примыкающем к изолирующему слою, нанесенному на подложку; электростатический актюатор образован упругой балкой с одной стороны, а с другой - неподвижным электродом электростатического актюатора, расположенным на изолирующем слое, нанесенном на подложку.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками, являются преобразователь перемещений, электростатический актюатор, основание неподвижного электрода, неподвижный электрод электростатического актюатора.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются снижение чувствительности измерительного устройства при переходе к наноразмерным проектным нормам; неудовлетворительная масштабируемость конструкции в целом вследствие того, что применение однородной подвижной балки, выполненной из пластичного металла, без выраженной инерционной массы накладывает ограничения на вариативность ее механических характеристик.

Известен высокопроизводительный туннельный акселерометр (см. "A High-Performance Tunneling Accelerometer", Е. Boyden, О. El Rifai, В. Hubert, M. Karpman, D. Roberts, Term Project 6.777, Introduction to Microelectromechanical Systems, Spring 1999, Prof. Stephen D. Senturia, 58 p. Online access. <http://edboyden.org/6777paper.pdf>), содержащий преобразователь перемещений, подвижный электрод преобразователя перемещений, неподвижный электрод преобразователя перемещений, электростатический актюатор, неподвижный электрод электростатического актюатора, а также подложку, изолирующий слой, якорную область упругой балки, упругую балку, неподвижный электрод системы самотестирования, контактную область подвижного электрода, причем упругая балка представляет собой пластину из полупроводникового материала (кремний), функционально объединяющую инерционную массу, подвижный электрод системы самотестирования и подвижный электрод электростатического актюатора, расположенную с зазором относительно подложки, на одном конце которой размещен заостренный металлический подвижный электрод, а другим концом примыкающую к якорной области упругой балки, которая расположена на изолирующем слое, нанесенном на подложку; преобразователь перемещений образован заостренным металлическим подвижным электродом, расположенным на упругой балке, с одной стороны, а с другой - неподвижным электродом, примыкающим к изолирующему слою, нанесенному на подложку; электростатический актюатор образован упругой балкой с одной стороны, а с другой - неподвижным электродом электростатического актюатора, расположенным на изолирующем слое, нанесенном на подложку; контактные области системы самотестирования образованы упругой балкой с одной стороны, а с другой - неподвижным электродом системы самотестирования, расположенным на изолирующем слое, нанесенном на подложку.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками, являются преобразователь перемещений, подвижный электрод преобразователя перемещений, неподвижный электрод преобразователя перемещений, электростатический актюатор, неподвижный электрод электростатического актюатора.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются снижение чувствительности измерительного устройства при переходе к наноразмерным проектным нормам; неудовлетворительная масштабируемость конструкции в целом вследствие того, что применение однородной подвижной балки, выполненной из полупроводникового материала, без выраженной инерционной массы накладывает ограничения на вариативность ее механических характеристик.

Из известных наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является многоосевой интегральный микромеханический туннельный акселерометр (см. «Многоосевой интегральный микромеханический туннельный акселерометр», Б.Г. Коноплев, Н.К. Приступчик, Е.А. Рындин, RU 2 415 443 С1, 2011), содержащий полуизолирующую подложку, преобразователь перемещений, инерционную массу, основание неподвижного электрода, якорную область подвижного электрода, преобразователь перемещений, неподвижный электрод, подвижный электрод, а также активные области подвеса, пассивную область подвеса, два дополнительных подвеса с активными областями и с пассивными областями, две дополнительные инерционные массы, два дополнительных неподвижных электрода, два дополнительных подвижных электрода и два дополнительных туннельных преобразователя перемещения, причем преобразователь перемещения представляет собой туннельный контакт, образованный неподвижным электродом, который представляет собой цилиндрическую оболочку, жестко закрепленную относительно полуизолирующей подложки.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками, являются полуизолирующая подложка, преобразователь перемещений, инерционная масса, основание неподвижного электрода, якорная область подвижного электрода, неподвижный электрод, подвижный электрод.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются относительно большая площадь контактов туннельного преобразователя; отсутствие электростатического преобразователя.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение высокой чувствительности измерения составляющей ускорения, направленной вдоль оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки, повышение технологичности, а также интегральная реализация в наномасштабе.

Для достижения необходимого технического результата в интегральный микромеханический туннельный акселерометр, содержащий полуизолирующую подложку, преобразователь перемещений, инерционную массу, основание неподвижного электрода, якорную область подвижного электрода, неподвижный электрод, подвижный электрод, введены основание электростатического актюатора, технологический слой в области неподвижного электрода, технологический слой в области электростатического актюатора, упругий подвес, контактная область неподвижного электрода, контактная область электростатического актюатора, контактная область подвижного электрода, неподвижный электрод электростатического актюатора, контакт к подвижному электроду, подвижный электрод электростатического актюатора, причем преобразователь перемещения представляет собой туннельный контакт, образованный неподвижным электродом, примыкающим к контактной области неподвижного электрода, расположенной на технологическом слое в области неподвижного электрода, который примыкает к основанию неподвижного электрода, жестко закрепленному на полуизолирующей подложке, и подвижным электродом, примыкающим к инерционной массе, на которой расположен подвижный контакт электростатического актюатора, и которая примыкает к упругому подвесу; упругий подвес имеет J-образную форму и представляет собой сегмент цилиндрической оболочки, примыкающий одним концом к контактной области подвижного электрода, контакту подвижного электрода и к якорной области подвижного электрода, жестко закрепленный относительно полуизолирующей подложки, а вторым концом примыкающий к инерционной массе; электростатический актюатор образован неподвижным отклоняющим электродом, примыкающим к контактной области электростатического актюатора, расположенной на технологическом слое в области электростатического актюатора, который примыкает к якорной области электростатического актюатора, жестко закрепленной на полуизолирующей подложке, и подвижным электродом электростатического актюатора, примыкающим к инерционной массе.

Сравнивая предлагаемое устройство с прототипом, видим, что оно содержит новые признаки, то есть соответствует критерию новизны. Проводя сравнение с аналогами, приходим к выводу, что предлагаемое устройство соответствует критерию "существенные отличия", так как в аналогах не обнаружены предъявляемые новые признаки. Получен положительный эффект, заключающийся в обеспечении высокой чувствительности измерения составляющей ускорения, направленной вдоль оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки, повышении технологичности, а также в возможности интегральной реализации в наномасштабе.

На фиг. 1 приведена структура предлагаемого интегрального микромеханического туннельного акселерометра. Регистрация линейного ускорения осуществляется в направлении вертикальной оси.

На фиг. 2 приведена изометрическая проекция интегрального микромеханического туннельного акселерометра.

Интегральный микромеханический туннельный акселерометр содержит полуизолирующую подложку 1, основание неподвижного электрода 2, основание электростатического актюатора 3, якорную область подвижного электрода 4, технологический слой в области неподвижного электрода 5, технологический слой в области электростатического актюатора 6, несущий упругий подвес 7, контактная область неподвижного электрода 8, контактная область электростатического актюатора 9, контактная область подвижного электрода 10, инерционная масса 11, неподвижный электрод 12, неподвижный электрод электростатического актюатора 13, контакт к подвижному электроду 14, подвижный электрод электростатического актюатора 15, подвижный электрод 16, причем преобразователь перемещения представляет собой туннельный контакт, образованный неподвижным электродом 12, примыкающим к контактной области неподвижного электрода 8, расположенной на технологическом слое в области неподвижного электрода 5, который примыкает к основанию неподвижного электрода 2, жестко закрепленному на полуизолирующей подложке 1, и подвижным электродом 16, примыкающим к инерционной массе 11, на которой расположен подвижный электрод электростатического актюатора 15, и которая примыкает к несущему упругому подвесу 7; упругий подвес имеет J-образную форму и представляет собой сегмент цилиндрической оболочки, примыкающий одним концом к контактной области подвижного электрода 10, контакту подвижного электрода 14 и якорной области подвижного электрода 4 и жестко закрепленный относительно полуизолирующей подложки 1, а незакрепленным вторым концом примыкающий к инерционной массе 11; электростатический актюатор образован неподвижным отклоняющим электродом 13, примыкающим к контактной области электростатического актюатора 9, расположенной на технологическом слое в области электростатического актюатора 6, который примыкает к якорной области электростатического актюатора 3, жестко закрепленной на полуизолирующей подложке 1, и подвижным электродом электростатического актюатора 15, примыкающим к инерционной массе 11.

Несущий упругий подвес 7, технологический слой в области электростатического актюатора 6 и технологический слой в области неподвижного контакта 5 выполнены из двухслойного материала таким образом, что поверхности, примыкающие к якорной области подвижного электрода 4 (то есть внешняя поверхность упругого повеса), якорной области электростатического актюатора 3 и якорной области неподвижного электрода 2, соответственно сформированы из сжатой пленки арсенида индия второго типа проводимости, а поверхности, примыкающие к контактной области подвижного электрода 10 (то есть внутренняя поверхность упругого подвеса), контактной области электростатического актюатора 9 и контактной области неподвижного электрода 8 сформированы из растянутой пленки арсенида галлия второго типа проводимости.

Работает устройство следующим образом. При подаче положительного напряжения питания на неподвижный электрод 12 относительно подвижного электрода 16 (а соответственно и относительно контакта к подвижному электроду 14) вследствие малости разделяющего их пространственного зазора электроны туннелируют из области подвижного электрода 16 в область неподвижного электрода 12 сквозь потенциальный барьер, образованный пространственным зазорам, и создают туннельный ток, величина которого определяется составляющей линейного ускорения в направлении оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки.

При возникновении ускорения полуизолирующей подложки 1 в направлении, совпадающем с отрицательным направлением оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки, инерционная масса 11 с закрепленным на ней подвижным электродом 16 под действием сил инерции перемещается в противоположном направлении, инициируя упругую деформацию соединенного с ней несущего упругого подвеса 7 в области сегмента цилиндрической оболочки. Значение силы туннельного тока, протекающего между подвижным электродом 16 и неподвижным электродом 12, уменьшается вследствие увеличения пространственного зазора между электродами 16 и 12.

При возникновении ускорения полуизолирующей подложки 1 в направлении, совпадающем с положительным направлением оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки, инерционная масса 11 с закрепленным на ней подвижным электродом 16 под действием сил инерции перемещается в противоположном направлении, инициируя упругую деформацию соединенного с ней несущего упругого подвеса 7 в области сегмента цилиндрической оболочки. Значение силы туннельного тока, протекающего между подвижным электродом 16 и неподвижным электродом 12, увеличивается вследствие уменьшения пространственного зазора между электродами 16 и 12.

При подаче напряжения на неподвижный электрод электростатического актюатора 12 относительно подвижного электрода электростатического актюатора 15 можно добиться взаимного притяжения или отталкивания подвижных и неподвижных электродов за счет возникновения электростатических сил, что позволяет варьировать величину пространственного зазора между электродами 16 и 12. Таким образом, изменяя режимы подачи напряжения на электроды 16 и 12, можно как осуществлять калибровку прибора в процессе эксплуатации, так и проводить его самотестирование. Режимы при этом будут определяться применяемыми схемами управления электростатическим актюатором и обработки сигналов акселерометра.

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой интегральный микромеханический туннельный акселерометр, обеспечивающий за счет эффекта туннелирования носителей заряда между подвижным и неподвижным электродами высокую чувствительность измерения составляющей линейного ускорения в направлении оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки, а также возможность интегральной реализации в наномасштабе.

1. Интегральный микромеханический туннельный акселерометр, содержащий полуизолирующую подложку, преобразователь перемещений, инерционную массу, основание неподвижного электрода, якорную область подвижного электрода, неподвижный электрод, подвижный электрод, отличающийся тем, что в него введены основание электростатического актюатора, технологический слой в области неподвижного электрода, технологический слой в области электростатического актюатора, несущий упругий подвес, контактная область неподвижного электрода, контактная область электростатического актюатора, контактная область подвижного электрода, неподвижный электрод электростатического актюатора, контакт к подвижному электроду, подвижный электрод электростатического актюатора, причем преобразователь перемещения представляет собой туннельный контакт, образованный неподвижным электродом, примыкающим к контактной области неподвижного электрода, расположенной на технологическом слое в области неподвижного электрода, который примыкает к основанию неподвижного электрода, жестко закрепленному на полуизолирующей подложке, и подвижным электродом, примыкающим к инерционной массе, на которой расположен подвижный электрод электростатического актюатора, и которая примыкает к несущему упругому подвесу; упругий подвес имеет J-образную форму и представляет собой сегмент цилиндрической оболочки, примыкающий одним концом к контактной области подвижного электрода, контакту подвижного электрода и к якорной области подвижного электрода, жестко закрепленный относительно полуизолирующей подложки, а вторым концом примыкающий к инерционной массе; электростатический актюатор образован неподвижным электродом электростатического актюатора, примыкающим к контактной области электростатического актюатора, расположенной на технологическом слое в области электростатического актюатора, который примыкает к якорной области электростатического актюатора, жестко закрепленной на полуизолирующей подложке, и подвижным электродом электростатического актюатора, примыкающим к инерционной массе.

2. Интегральный микромеханический туннельный акселерометр по п. 1, отличающийся тем, что несущий упругий подвес, технологический слой в области электростатического актюатора и технологический слой в области неподвижного контакта выполнены из двухслойного материала таким образом, что поверхности, примыкающие к якорной области подвижного электрода, якорной области электростатического актюатора и якорной области неподвижного электрода, соответственно сформированы из сжатой пленки арсенида индия второго типа проводимости, а поверхности, примыкающие к контактной области подвижного электрода, контактной области электростатического актюатора и контактной области неподвижного электрода, сформированы из растянутой пленки арсенида галлия второго типа проводимости.



 

Похожие патенты:

Изобретения относятся к измерительной технике объективного контроля мастерства спортсменов и могут быть использованы в различных видах спорта, например футболе. Предложены способ и устройство для реализации воспроизведения эталонного удара по мячу в футболе с конкретной точки поля по ускорению пробивающей по мячу ноги, фиксируемого с помощью датчика ускорения, установленного на голеностопе.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения скорости и температуры раскаленных газовых потоков, включая пламена.

Группа изобретений относится к датчику с электростатическим маятниковым акселерометром и к способу управления таким датчиком. Акселерометрический датчик содержит по меньшей мере один электростатический маятниковый акселерометр, имеющий первый и второй неподвижные электроды, закрепленные на корпусе и соединенные со схемой возбуждения, и третий электрод, установленный на маятнике, соединенном с корпусом, с возможностью перемещения и связанный с детекторной схемой.

Изобретение относится к области микросистемной техники, в частности к приборам для измерения величины линейного ускорения. Интегральный датчик ускорения содержит выполненные из полупроводникового материала за одно целое опорную рамку и закрепленную на одном из ее плеч с помощью упругих консольных элементов с тензорезистивными преобразователями деформации инерционную массу, при этом датчик дополнительно содержит пару упругих торсионных элементов, расположенных на противоположных плечах опорной рамки перпендикулярно упругим консольным элементам и соединенных с инерционной массой, при этом тензорезистивные преобразователи деформации выполнены на основе кремниевых нанонитей, оснащенных измерительными электродами.

Способ обеспечения линейности масштабного коэффициента маятникового акселерометра компенсационного типа относится к измерительной технике. Способ основан на использовании цифровой обратной связи, реализуемой микроконтроллером, в котором программным способом реализован ШИМ; ШИМ формирует последовательность рабочих импульсов, длительность которых равна τраб(n⋅T0), а таймер микроконтроллера формирует два равных по величине вспомогательных импульса длительностью τвсп и две равные по величине паузы длительностью τпауз.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения коэффициента преобразования датчика ускорения в узкой полосе частот. Способ измерения коэффициента преобразования датчика ускорения с помощью тредбана заключается в том, что подсчитывается количество шагов N, сделанных одной ногой спортсмена на движущейся со скоростью ν (м/с) в противоположную сторону бега спортсмена дорожке тредбана, за отсчитанный секундомером отрезок времени t, чтобы удержаться на начальной точке отсчета, по замеренным параметрам которых рассчитывается частота передвижения ноги ω в единицу времени: гдеω - частота передвижения ног (рад/сек);N - количество шагов, сделанных ногой за отрезок времени t;t - время, затраченное спортсменом на прохождение N шагов, при этом перед включением движения дорожки на голеностоп одной из ног спортсмена устанавливается датчик ускорения, сигнал которого поступает на вход спектроанализатора с предварительно установленным в нем полосовым фильтром с центральной угловой частотой ω, к выходу которого подключен цифровой вольтметр, показание которого «u» будет соответствовать величине ускорения датчика на угловой частоте ω, рассчитанной по формуле: гдеν - скорость движения дорожки тредбана (м/сек);а - ускорение датчика на частоте ω (в ед.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения коэффициента преобразования датчика ускорения в узкой полосе частот. Способ измерения коэффициента преобразования датчика ускорения заключается в поднятии штока, имеющего свободный или скользящий ход по отношению к трубке, внутри которой он движется, на высоту Н.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в области приборов для измерения линейного ускорения. Сущность изобретения заключается в том, что обеспечивают изменение значения коэффициента передачи регулятора в микроконтроллере от Крег до Kрегmax по закону, для чего на каждом шаге дискретизации выполняют измерение и сравнение в микроконтроллере напряжения U на входе АЦП усилителя с пороговым значением Uпор; при значениях напряжений, меньших либо равных Uпор, для организованного внутри микроконтроллера ШИМ-модулятора формируют в микроконтроллере цифровой входной сигнал для ШИМ-модулятора, для текущего значения напряжения U при значении коэффициента передачи регулятора Крег; обеспечивают формирование ШИМ-модулятором последовательности импульсов постоянной амплитуды и определенной длительности; определяют в микроконтроллере тот шаг дискретизации, на котором U больше Uпор, обеспечивают на последующих шагах дискретизации формирование увеличенного цифрового сигнала U*ув, для увеличенного коэффициента передачи, что обеспечивает увеличение длительности импульсов до определенной величины τув; обеспечивают соответствующее увеличение длительности открытого состояния, определяемого величиной τув, переключателя тока усилителя мощности, что обеспечивает поступление с выхода усилителя мощности в обмотку датчика момента акселерометра последовательности импульсов тока стабилизированной амплитуды и увеличенной длительности, определяют тот шаг дискретизации, на котором на входе АЦП напряжение U меньше либо равно Uпор, после чего обеспечивают возврат системы обратной связи к режиму работы со значением коэффициента передачи, равным Крег.

Изобретение относится к устройствам, использующимся при навигации летательных аппаратов, при измерении ускорения. Техническим результатом является повышение достоверности (уменьшения погрешности) за счет включения в прямую цепь интегратора, линеаризующего выходную характеристику системы измерения, и эффективности измерения путем включения в цепь обратной связи частотной части измерения.

Изобретение относится к области спорта и может быть использовано при создании упругих подпятников, вкладываемых в спортивную обувь с целью получения дополнительной выталкивающей силы.

Использование: для создания устройств, преобразующих механическое движение в электрический сигнал. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления преобразующего элемента молекулярно-электронного датчика включает сборку преобразующего элемента в виде слоистой структуры из четырех сетчатых металлических электродов и расположенных между ними трех разделителей, при этом в качестве разделителей используют пластиковые разделители с выполненными в них отверстиями, при этом слоистую структуру нагревают до температуры размягчения материала пластиковых разделителей, контролируют приклеивание пластиковых разделителей, сохраняя зазор между электродами, и вклеивают в пластиковый держатель.

Использование: для увеличения коэффициента преобразования молекулярно-электронного датчика движения. Сущность изобретения заключается в том, что увеличение коэффициента преобразования молекулярно-электронного датчика, чувствительный элемент которого состоит из двух расположенных в заполненных рабочей жидкостью одном или многих каналах преобразования пар анод/катод, осуществляют при движении рабочей жидкости по каналу, изменяя разность потенциалов между анодом и электролитом в прилегающей к аноду области, при этом увеличивают концентрацию активных ионов на аноде, расположенном выше по течению жидкости, и уменьшают концентрацию активных ионов на аноде, расположенном ниже по течению жидкости.

Изобретение относится к техническим средствам управления манипуляционным роботом в различных режимах движения. Устройство управления аварийным торможением робота-манипулятора использует для остановки манипулятора отключение питания приводов степеней подвижности.

Использование: для измерения линейных или угловых колебаний. Сущность изобретения заключается в том, что датчик с микроэлектронным первичным измерительным преобразователем инерционного типа содержит микросхему первичного измерительного преобразователя и вспомогательные электронные компоненты, а также содержит первую и вторую печатные платы, на первой из которых установлены микросхема первичного измерительного преобразователя и вспомогательные электронные компоненты, которые соединены печатными проводниками в соответствии с электрической схемой, а также содержит плоскую рамку, внешний периметр которой соответствует периметрам первой и второй печатных плат, причем микросхема первичного измерительного преобразователя и вспомогательные электронные компоненты расположены с одной стороны первой печатной платы внутри плоской рамки, которая приклеена к первой печатной плате, а вторая печатная плата приклеена к другой стороне плоской рамки, в одной из сторон которой выполнен вырез для размещения соединителя, который припаян к контактным площадкам печатного монтажа первой печатной платы в соответствии с электрической схемой.

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике морских инженерных сооружений и касается методов испытания трансформации волн в опытовом бассейне на наклонном дне и оборудования для его проведения.

Изобретение может быть использовано в линейных и угловых акселерометрах и может найти применение в сейсмодатчиках, приборах для стабилизации движущихся объектов и инерциальной навигации.

Изобретение относится к датчику ускорения и способу изготовления такого датчика ускорения. Датчик ускорения содержит подложку с поверхностью подложки и пробную массу, которая выполнена с возможностью перемещения относительно подложки в направлении (x) отклонения, по существу параллельном поверхности подложки первом направлении (x).

Изобретение относится к устройствам для навигации и ориентации в пространстве и может быть использовано для определения направления на географический север. Устройство для определения направления на географический север содержит молекулярно-электронный датчик угловых движений, установленный на платформе, способной вращаться с угловой скоростью, изменяющейся по знаку и абсолютной величине, при этом устройство содержит датчик, измеряющий угловую скорость вращения платформы относительно неподвижного основания, и контроллер, управляющий вращением платформы и выполняющий совместную обработку данных молекулярно-электронного датчика угловых движений и датчика, измеряющего угловую скорость вращения платформы относительно неподвижного основания.

Изобретение относится к области измерительной техники и микросистемной техники. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введены четыре дополнительных подвижных электрода емкостных преобразователей перемещений, выполненные в виде пластин с перфорацией с гребенчатыми структурами с двух сторон из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно подложки, восемь дополнительных неподвижных электродов емкостных преобразователей перемещений, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны и расположенные непосредственно на подложке так, что они образуют с дополнительными подвижными электродами емкостных преобразователей перемещений конденсаторы в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, четыре дополнительных подвижных электрода электростатических приводов, выполненные в виде пластин с перфорацией с гребенчатыми структурами с двух сторон из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно подложки, девять дополнительных неподвижных электродов электростатических приводов, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на подложке так, что они образуют электростатическое взаимодействие с подвижными электродами электростатических приводов в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, шестнадцать «П»-образных систем упругих балок, выполненные в виде пластин из полупроводникового материала и расположенные с зазором относительно подложки, и двадцать одна дополнительная опора, выполненные из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на подложке, причем две инерционные массы выполнены с перфорацией, а подложка и неподвижные электроды емкостных преобразователей перемещений выполнены из полупроводникового материала.

Изобретение относится к области измерительной техники и микросистемной техники. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство дополнительно введены четыре дополнительных неподвижных электрода емкостных преобразователей перемещений, выполненные в виде пластин с гребенчатыми структурами с одной стороны из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке так, что они образуют конденсатор с подвижными электродами емкостных преобразователей перемещений в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, четыре дополнительных неподвижных электрода электростатических приводов, выполненные в виде пластин с гребенчатыми структурами с одной стороны из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке так, что они образуют конденсаторы с подвижными электродами емкостных преобразователей перемещений в плоскости их пластин через боковые зазоры и взаимопроникающие друг в друга гребенки электродов, восемь дополнительных опор, выполненные из полупроводникового материала и расположенные непосредственно на полупроводниковой подложке, восемь дополнительных «П»-образных систем упругих балок, выполненных из полупроводникового материала и расположенных с зазором относительно полупроводниковой подложки, причем четыре подвижных электрода емкостных преобразователей перемещений выполнены в виде «Т»-образных пластин с перфорацией с гребенчатыми структурами с трех сторон, четыре неподвижных электрода емкостных преобразователей перемещений объединены в один, а инерционная масса выполнена с перфорацией.

Изобретение относится к области измерительной и микросистемной техники, а именно к интегральным измерительным элементам величин ускорения. Акселерометр содержит полуизолирующую подложку, основание неподвижного электрода, основание электростатического актюатора, якорную область подвижного электрода, технологический слой в области неподвижного электрода, технологический слой в области электростатического актюатора, упругий подвес, контактную область неподвижного электрода, контактную область электростатического актюатора, контактную область подвижного электрода, инерционную массу, неподвижный электрод, неподвижный электрод электростатического актюатора, контакт к подвижному электроду, подвижный электрод электростатического актюатора, подвижный электрод. Преобразователь перемещения представляет собой туннельный контакт, образованный неподвижным электродом и подвижным электродом. Упругий подвес имеет J-образную форму и представляет собой сегмент цилиндрической оболочки, примыкающий одним концом к якорной области подвижного электрода и жестко закрепленный относительно полуизолирующей подложки, а вторым концом примыкающий к инерционной массе. Технический результат – повышение чувствительности измерения составляющей ускорения, направленной вдоль оси, перпендикулярной плоскости полуизолирующей подложки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх