加速度计的信号处理方法与流程

本发明涉及mems，特别涉及一种加速度计的信号处理方法。

背景技术：

1、mems（micro electro - mechanical system，微电子机械系统）加速度计是一种微小型惯性传感器，与传统的机械和光学传感器相比，mems加速度计具有成本低、体积小、功耗低的优点，可与集成电路集成，因此广泛应用于消费电子、工业制造、医疗电子、汽车电子、航空航天和军事等领域，具有巨大的发展潜力和商业价值。

2、mems加速度计的工作原理是惯性效应，当物体移动时，悬浮的微结构会受到惯性力的影响，加速度计信号的变化与线性加速度成正比。目前检测加速度计信号的方法是通过模拟的方式，将两路串联的信号做成差分形式，再用放大器进行放大。这种方法只能提取一个轴的信号，并且提取出的模拟域信号容易受到外部干扰。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种加速度计的信号处理方法，以解决背景技术中的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种加速度计的信号处理方法，包括如下步骤：

3、通过adc检测加速度计中mems单元产生的电学变量，将电学变量转化到数字域；

4、将adc检测到的变量信号进行相加或者相减，得到加速度计在相应方向的加速信号。

5、在一种可实现的实施方式中，所述加速度计由若干个mems单元构成，并且mems单元两两相对应构成mems单元组。

6、在一种可实现的实施方式中，所述加速度计由n个mems单元组依次排列，构成2×n的mems单元阵列结构，n为正整数；

7、每个mems单元组中，位于同一侧mems单元的悬臂梁进行级联，产生的信号接入一个adc；位于同另一侧mems单元的悬臂梁进行级联，产生的信号接入另一个adc；

8、或者，

9、每个mems单元组中，位于同一侧mems单元的单个悬臂梁的上下电极划分成并排的多区，对多区进行级联，产生的信号接入一个adc；位于同另一侧mems单元的单个悬臂梁的上下电极划分成并排的多区，对多区进行级联，产生的信号接入另一个adc；

10、将两个adc检测的信号相减，得到沿着mems单元组中相对应两个mems单元方向的加速信号；

11、将两个adc检测的信号相加，得到垂直于mems单元阵列所在平面方向上的加速信号。

12、在一种可实现的实施方式中，所述级联的方式为串联或者并联。

13、在一种可实现的实施方式中，所述加速度计由n个mems单元组构成正多边形结构且关于所述正多边形结构呈中心对称，n为正整数；

14、每个mems单元的悬臂梁分别连接一个adc，用于检测每个mems单元产生的变量信号；

15、在一个mems单元组中，将相对应的两个mems单元产生的变量信号相减，得到沿着该mems单元组中相对应的两个mems单元方向的加速信号；

16、将全部或者部分个mems单元产生的变量信号相加，得到垂直于正多边形结构所在平面方向上的加速信号。

17、在一种可实现的实施方式中，所述n个mems单元组全部或者部分处于工作状态。

18、在一种可实现的实施方式中，所述adc具有高输入阻抗性能。

19、在一种可实现的实施方式中，所述adc的输入阻抗不小于100mohm。

20、在一种可实现的实施方式中，所述mems单元中的悬臂梁由压电材料制成。

21、本发明还提供另一种加速度计的信号处理方法，对加速度计中mems单元产生的电学变量先在模拟域用两个缓冲器分别实现相加与相减，两个缓冲器再直接输出模拟信号或者分别通过adc进行数字化输出。

22、在一种可实现的实施方式中，所述两个缓冲器具有两路差分或单端输入，能对输入的电学变量信号进行相加或相减并放大。

23、本发明提供的一种加速度计的信号处理方法，先通过adc检测加速度计中mems单元产生的电学变量，将电学变量转化到数字域；再将adc检测到的变量信号进行相加或者相减，得到加速度计在相应方向的加速信号。本发明通过adc将mems单元产生的电压变量转化到数字域，在数字域中进行相加或者相减提取得到x轴/y轴/z轴的信号，避免受到外部信号的干扰；并且能够测得加速度计的多轴的信号。

技术特征：

1.一种加速度计的信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述加速度计由若干个mems单元构成，并且mems单元两两相对应构成mems单元组。

3.如权利要求2所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述加速度计由n个mems单元组依次排列，构成2×n的mems单元阵列结构，n为正整数；

4.如权利要求3所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述级联的方式为串联或者并联。

5.如权利要求2所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述加速度计由n个mems单元组构成正多边形结构且关于所述正多边形结构呈中心对称，n为正整数；

6.如权利要求5所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述n个mems单元组全部或者部分处于工作状态。

7.如权利要求1所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述adc具有高输入阻抗性能。

8.如权利要求7所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述adc的输入阻抗不小于100mohm。

9.如权利要求1-8任一项所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述mems单元中的悬臂梁由压电材料制成。

10.一种加速度计的信号处理方法，其特征在于，对加速度计中mems单元产生的电学变量先在模拟域用两个缓冲器分别实现相加与相减，两个缓冲器再直接输出模拟信号或者分别通过adc进行数字化输出。

11.如权利要求10所述的加速度计的信号处理方法，其特征在于，所述两个缓冲器具有两路差分或单端输入，能对输入的电学变量信号进行相加或相减并放大。

技术总结本发明公开一种加速度计的信号处理方法，属于MEMS技术领域。先通过ADC检测加速度计中MEMS单元产生的电学变量，将电学变量转化到数字域；再将ADC检测到的变量信号进行相加或者相减，得到加速度计在相应方向的加速信号。本发明通过ADC将MEMS单元产生的电压变量转化到数字域，在数字域中进行相加或者相减提取得到x轴/y轴/z轴的信号，避免受到外部信号的干扰；并且能够测得加速度计在各方向上的信号。技术研发人员：向毅海受保护的技术使用者：北京泽声科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9