专利名称：测量平面内多轴移动和转动的方法及其装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种位移等运动的电子感测装置技术领域，特别是一种可以测量多轴
运动和转动的方法及其装置。
背景技术：
微机电加速计是一种用来测量微运动的常用工具，其工作原理是利用微电机(Mi cro-Electro-Mechanical-System， MEMS)技术在硅基上加工出如电容、电感、电阻等电学 量的敏刚探测电路，结合特殊的结构设计，使该些电学量受力可变，当外部运动量对其作用 时，通过测量对应的电学量的改变大小，换算成运动量的改变，继而达到测量的目的。
如图1是一种现有的悬浮式电容加速计，其包含一可动悬浮件11与一固定悬浮件 12，以及外围的电容感测电路(图中未示出)，其可动悬浮件包含多个电极lll，其固定悬浮 件包含多个电极121，电极111与电极121之间形成一个电容103。当电容加速计发生如图 示x轴向运动时，其可动悬浮件11受力运动，使电极111与电极121之间的距离发生改变， 因而电容103发生改变，由外部电路测量出该电容103的变化值，通过一定的换算关系，转 化成运动量的改变数值。 上述电容式加速计，对于单轴线性运动的测量具有精度高，响应快等特点，然则实 际运动总是伴有多轴线性运动和转动，对于此类运动，该加速计就无法进行测量，因而需要 一个能够测量多轴运动和转动的新型加速计。
发明内容
针对上诉问题，本发明提供一种利用多轴磁感应电流式加速计进行平面内多轴移 动和转动的测量方法及其装置，可以同时测量平面内多轴线性加速运动和转动，并且感测 效果精准。 本发明所采用的技术方案如下， —种测量平面内多轴移动和转动的方法，其特征在于 该方法包括采用一悬浮件，一固定件，在该悬浮件上设有多个感应电流线圈，在该 固定件周边设有多个驱动电极；上述多个驱动电极与上述感应电流线圈有部分区域重叠； 在该些驱动电极中通入电流以形成多个磁场，当悬浮件发生移动时，该些感应电流线圈中 的磁通量发生改变，从而产生感应电流；利用该些感应电流，测量出外部运动。
—种测量平面内多轴移动和转动的装置，其特征在于包括 —个可移动电极，所述可移动电极包括一个x轴方向第一回路线圈， 一个x轴方向
第二回路线圈，一个y轴方向第三回路线圈，一个y轴方向第四回路线圈，在受到一个外力
作用时，能够沿着x轴或者y轴移动，或者在x-y平面内转动； —个x轴方向第一框形固定电极与上述x轴第一回路线圈部分重叠， 一个x轴方 向第二框形固定电极与上述x轴第二回路线圈部分重叠， 一个y轴方向第三框形固定电极 与上述y轴第三回路线圈部分重叠，一个y轴方向第四框形固定电极与上述y轴第四回路线圈部分重叠； 在该些固定电极中同时通入一顺时针或者逆时针方向驱动电流，以形成一第一磁 场和一第二磁场，所述第一磁场分布于框形固定电极的框内区域，所述第二磁场分布于框 形固定电极的框外区域； 当可移动电极在y轴方向移动时，第一线圈内磁场发生变动，产生一第一感应电 流，第二线圈内磁场发生变动，产生一第二感应电流； 当可移动电极在x轴方向移动时，第三线圈内磁场发生变动，产生一第三感应电 流，第四线圈内磁场发生变动，产生一第四感应电流； 当可移动电极在x-y平面内转动时，该第一线圈产生一第一感应电流，第二线圈 产生一第二感应电流，第三线圈产生一第三感应电流，第四线圈产生一第四感应电流；
其中，当第一电流产生时，测量其大小和方向，得到外部运动的大小和方向，当第 二电流产生时，测量其大小和方向，得到外部运动的大小和方向，当第三电流产生时，测量 其大小和方向，得到外部运动的大小和方向，当第四电流产生时，测量其大小和方向，得到 外部运动的大小和方向。
为了更好理解上述发明目的，下面结合附图，对本发明做进一步描述 图1为现有电容式加速计的俯视图； 图2. 1、图2. 2、图2. 3和图2. 4为本发明的工作原理图； 图3. 1、图3.2、图3.3和图3.4为本发明第一实施例示意图； 图4. 1、图4.2、图4.3和图4.4为本发明第二实施例示意图。
具体实施例方式
对于利用磁感应电流讯号作为测量依据的装置，可通过改变一回路线圈的磁通量 大小，继而在该线圈中产生出感应电流讯号作为量测依据。而磁通量的改变，可通过改变线 圈面积或者磁场大小而得到。如图2. 1所示的装置201，其具有固定悬浮电极202与可动悬 浮电极203，其中固定悬浮电极与一驱动电路耦接(此处未在图中绘出)，并通一逆时针电 流233以形成一第一磁场251与一第二磁场252，且磁场251与磁场252的磁力线方向相 反(请参考图2.2)。可动悬浮电极203则与另一量测电路耦接(此处未在图中绘出)，以 输出感应电流。如图2. 3，当可动悬浮电极203产生x轴正向运动时，会因电极203所围成 区域中磁通量的变化，而发生一感应电流243 ;此感应电流243将以逆时针方向流动，以抵 消前述的磁通量变化。反之，如图2. 4，当电极203产生x轴负向移动时，则可量测到一顺时 针方向流动的感应电流244。如此本装置201即可利用感应电流的流动方向和感应电流大 小来决定运动的快慢和方向。 图3. 1是本发明第一实施例的俯视示意图。该磁感应电流式加速计具有一可动悬 浮件303，且于此悬浮件303四周设计第一感应电流回路线圈3031，第二感应电流回路线圈 3032，第三感应电流回路线圈3033，第四感应电流回路线圈3034，而每组回路感应线圈再 分别与讯号处理单元(此处未在图中绘出)耦接。而悬浮件303通过一弹性支撑件304悬 浮于一表面下凹的基材301上方，而此基材301的周边区域，则形成四组与前述感应电流回路线圈对应的第一驱动电流回路3021，第二驱动电流回路3022，第三驱动电流回路3023， 第四驱动电流回路3024，且各驱动电流回路再与驱动单元(此处未在图中绘出)耦接。
进行运动量测时，先由驱动单元输出电流333至各个驱动电流回路，该电流333方 向为逆时针(或者顺时针)；再经由感应电流回路输入至讯号处理单元一个感应电流讯号， 作为判断运动方向与大小的依据。例如当产生x轴正向运动时(请参考图3.2)，感应电流 回路3032和感应电流回路3034将产生一个比感应电流回路3031和感应电流回路3033大 的感应电流343，该电流343与电流333方向相反；同理，当产生y轴正向运动时(请参考 图3. 3)，则感应电流回路3031和感应电流回路3033将产生一个较大的感应电流353。而 根据感应电流的流动方向和大小，即可测量出运动方向和大小。而当转动发生时(请参考 图3. 4)，则所有四组感应电流回路将产生大小相等，流向相同的感应电流。
应当指出，感应回路线圈和驱动电路回路并非一固定形状，所有能够形成封闭式 回路及叠互面积在移动时可变，即能实现上述功能。如图4. l所示，为本发明的第二个实施 例，在该实施例中，感应回路线圈和驱动电路回路皆做成三角形形状，籍由该种形状，当可 动悬浮件303发生x轴运动(如图4. 2)， y轴运动(如图4. 3)，以及平明内转动时(如图 4. 4)，该些感应回路线圈与驱动电路回路的交叠面积发生了改变，即其中的磁通量发生了 改变，从而产生感应电流，达到测量效果。 本发明所提出的新型磁感应电流加速计，可提供包括线性运动，角度转动等多轴 运动量测的效果，本发明的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技 术者，在不脱离本的精神和范围内，当可做些许更懂与润饰，因此本发明之保护范围当视权 利要求范围所界定的为准。
权利要求
一种测量平面内多轴移动和转动的方法，其特征在于该方法包括采用一悬浮件，一固定件，在该悬浮件上设有多个感应电流线圈，在该固定件周边设有多个驱动电极；上述多个驱动电极与上述感应电流线圈有部分区域重叠；在该些驱动电极中通入电流以形成多个磁场，当悬浮件发生移动时，该些感应电流线圈中的磁通量发生改变，从而产生感应电流；利用该些感应电流，测量出外部运动。
2. 如权利要求1所述的测量平面内多轴移动和转动的方法，其特征在于所述的磁通 量改变是通过改变上述感应电流线圈和驱动电极的重叠面积实现的。
3. —种测量平面内多轴移动和转动的装置，其特征在于包括一个可移动电极，所述可移动电极包括一个X轴方向第一回路线圈，一个X轴方 向第二回路线圈， 一个y轴方向第三回路线圈， 一个y轴方向第四回路线圈，在受到一个外 力作用时，能够沿着x轴或者y轴移动，或者在x-y平面内转动；一个x轴方向第一框形固定电极与上述x轴第一回路线圈部分重叠， 一个x轴方向第 二框形固定电极与上述x轴第二回路线圈部分重叠， 一个y轴方向第三框形固定电极与上 述y轴第三回路线圈部分重叠，一个y轴方向第四框形固定电极与上述y轴第四回路线圈 部分重叠；在所述固定电极中同时通入一顺时针或者逆时针方向驱动电流，以形成一第一磁场和 一第二磁场，所述第一磁场分布于框形固定电极的框内区域，所述第二磁场分布于框形固 定电极的框外区域。
全文摘要
测量平面内多轴移动和转动的方法及其装置，该方法包括采用一悬浮件，一固定件，在该悬浮件上设有多个感应电流线圈，在该固定件周边设有多个驱动电极；上述多个驱动电极与上述感应电流线圈有部分区域重叠；在该些驱动电极中通入电流以形成多个磁场，当悬浮件发生移动时，该些感应电流线圈中的磁通量发生改变，从而产生感应电流；利用该些感应电流，测量出外部运动。本发明可以同时测量平面内多轴线性加速运动和转动，并且感测效果精准。
文档编号G01P15/08GK101762721SQ200810181289
公开日2010年6月30日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者周忠诚, 王威 申请人:苏州佳世达电通有限公司