专利名称：基于介电泳的二维适应性加速度计的制作方法
技术领域：
本发明涉及加速度测量领域。更具体地说，本发明涉及一种用于测定作用于试验质量块上的加速度的介电泳加速度计(dielectrophoretic accelerometer)，涉及加速度计在可携式摄录机内的用途，涉及加速度计在便携式音频播放器内的用途，还涉及一种通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的方法，一种计算机可读介质，和一种程序元件。
背景技术：
常规加速度计基于检验质量块或试验质量块，该检验质量块或试验质量块悬挂于某种弹簧减震器系统中。该弹簧减震器系统用作恢复机制。该检验质量块与初始位置的偏差(其可能以各种方式测量)与所施加的加速度成比例。特别是小的，(例如)微米大小的MEMS(微机电系统)加速度计难于制造，其需要复杂的微加工来产生适当的弹簧系统。
因为质量块和弹簧是固定的，所以常规加速度计不具有适应性，即，一旦传感器被制造之后，可测量的加速度范围不可改变。而且，它们通常近似成线性，这在需要较大动态范围的情况下可能是不利的。
可能仍需要改进的加速度测定。
发明内容
根据本发明的示范性实施例，可提供用于测定作用于试验质量块上的加速度的介电泳加速度计，该加速度计包括充满介质的空腔，用于产生非均匀力场的源，适于在介质内移动并经受该力场的试验质量块，和适于检测该试验质量块的移动的检测器，其中该加速度计适于基于该试验质量块的移动来测定该加速度计的加速度。
因此，提供一种加速度计，其通过测定由于作用于该试验质量块上的加速力所造成的该试验质量块的移动来测量该试验质量块的加速度，该实验质量块(例如)自由地浮于介质中。特别地，这种介电泳加速度计可能易于制造并且用于较宽的动态范围。
根据本发明的另一示范性实施例，该非均匀力场是电场，其中该源包括第一数目的第一电极和第二数目的第二电极，其中在每个第一电极与每个第二电极之间存在相应电位差，并且其中第一电极和第二电极适于形成空腔并且用于产生非均匀电场。
因此，根据本发明的这个示范性实施例，可能通过个别正电极和负电极的排列来产生电场，使得电场具有特定分布。
根据本发明的另一示范性实施例，每个电极被排列于上水平面或下水平面中。
因此，可能使用标准光刻来产生这些电极。
根据本发明的另一示范性实施例，该介质具有第一介电常数并且该试验质量块具有不同于该第一介电常数的第二介电常数。
因此，根据本发明的这个示范性实施例，当试验质量块由于非均匀电场的原因从稳定的中性位置移位时，介电泳力可能作用于该试验质量块上。
根据本发明的另一示范性实施例，该检测器适于电容性地检测(capacitively detect)该试验质量块的移动。
举例说来，该检测器可能适于测量不同电极之间的电容，该电容由于该试验质量块在电极之间的移动而变化。
根据本发明的另一示范性实施例，该检测器适于基于差分测量(differential measurement)来检测该试验质量块的移动，其中通过测量第一电极对的第一电容和第二电极对的第二电容并且比较该第一电容与第二电容来检测该试验质量块的移动。
因此，根据本发明的这个示范性实施例，可提供加速度测量的高灵敏度。
根据本发明的另一示范性实施例，该检测器适于通过检测该试验质量块在第一方向的第一移动以及该试验质量块在第二方向的第二移动和该试验质量块在第三方向中的第三移动中的至少一个来执行二维或三维测量。
因此，根据本发明的这个示范性实施例，可能测量在所有三个空间方向中的加速度。
根据本发明的另一示范性实施例，该试验质量块是球形粒子。
这可(例如)提供对称测量。
根据本发明的另一示范性实施例，该源适于控制第一电极与第二电极之间的电位差，在该试验质量块移动时导致作用于该试验质量块上的力的调整。
因此，根据本发明的这个示范性实施例，该加速度计可能根据测量的个别要求来构造。
根据本发明的另一示范性实施例，该力场的非均匀性导致在该试验质量块移动时作用于该试验质量块上的力的对数响应(logarithmicresponse)，导致将要被测量的加速度的较宽的动态范围。
因此，利用同一加速度计可能测量较小加速度和较大加速度。
因此，根据本发明的另一示范性实施例，可利用该源将该响应从非线性响应切换到线性响应。
因此，根据本发明的这个示范性实施例，该加速度计可能根据外部条件而个别地调整。
根据本发明的另一示范性实施例，该试验质量块包括聚苯乙烯、胶乳、硅、第一流体和第一气体中的一个，并且该介质包括水、油、第二流体和第二气体中的一个。
举例说来，根据本发明的这个示范性实施例，该试验质量块是置于水中的胶乳或者聚苯乙烯球。另一示例是油中的硅球或流体中的气泡。此外，根据本发明的这个示范性实施例，该试验质量块可能是水中的小油滴或者在某些其它第二流体中的任何其它流体。此外，该试验质量块可能是置于第二气体(作为介质)中的第一气体。
这可能提供适于不同配置和要求的很多种不同的加速度计。
根据本发明的另一示范性实施例，该加速度计可能用于可携式摄录机内用于视频摄像机，以测量可携式摄录机(camcorder)或该视频视频摄像机内的加速度。
此外，该加速度计可能用于便携式音频播放器内，诸如，便携式HDD MP3播放器并且可能适于检测该音频播放器何时下落以能够在它撞击地面之前将它关闭使得该装置更可能免于损坏。
根据本发明的另一示范性实施例，可能提供一种通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的方法，该方法包括以下步骤利用源来产生非均匀力场，利用检测器来检测适于在介质内移动并经受该力场的试验质量块的移动，以及基于该试验质量块的移动来测定该加速度计的加速度。
这可提供改进的加速度测定。
根据本发明的另一示范性实施例，可能提供一种计算机可读介质，其中存储通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，其适于执行上述方法步骤。
此外，本发明涉及一种通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的程序元件，其可能存储于该计算机可读介质上。该程序元件可能适于执行上述步骤。
该程序元件可能优选地被载入到数据处理器的工作存储器内。可能如此配备该数据处理器以执行本发明方法的示范性实施例。该计算机程序可能以任何适当的编程语言来编写(诸如，C++)并且可能存储于计算机可读介质上(诸如CD-ROM)。而且，该计算机程序可能从网络提供，诸如万维网，它可能从网路下载到图像处理单元或处理器内或者任何适当计算机内。
本发明的示范性实施例的要点可能被视作提供一种加速度计，其通过测定由于作用于试验质量块上的加速力所造成的该试验质量块的移动来测量该试验质量块的加速度，该试验质量块自由地浮于介质中。根据本发明的示范性实施例，该试验质量块是浮于流体中的球形粒子并且具有不同于该流体的介电泳常数。非均匀电场提供在零位(当没有加速度作用于其上时试验质量块所处的位置)的最小电位(能量下降)。当该试验质量块由于加速度的作用从零位推开时，产生拉回力使得可将该试验质量块的非零位用作加速度强度的量度。
通过下文所介绍的实施例并且通过参考这些实施例进行阐述，本发明的这些方面和其它方面将变得显而易见。
现将参看附图来在下文中介绍本发明的示范性实施例。
图1示出了根据本发明的示范性实施例的介电泳加速度计的截面图的示意性图示。
图2示出了根据本发明的示范性实施例的顶电极和底电极的平面图的示意性图示。
图3示出了系统模型的示意性图示。
图4示出了根据本发明的另一示范性实施例的顶电极和底电极的平面图的示意性图示。
图5示出了根据本发明的另一示范性实施例的介电泳加速度计的截面图的示意性图示。
图6A示出了基于电润湿原理的加速度计的截面图的示意性图示。
图6B示出了对应于图6A的加速度计的顶视图的示意性图示。
图7示出了用于较大动态范围加速度计的顶电极和底电极的平面图的示意性图示。
图8示出了基于电润湿原理的图6的加速度计的备选加速度计的截面图的示意性图示 图9示出了用于控制弹簧系统控制和移位测量的测量设定。
图10示出了适于执行根据本发明的方法的示范性实施例的处理装置的示范性实施例。
在附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，类似或相同的元件以相同的参考标记提供。
具体实施例方式 图1示出了根据本发明的示范性实施例的介电泳加速度计的截面图的示意性图示。图2示出了根据图1所描绘的示范性实施例的顶电极和底电极的平面图的示意性图示。
如从图1和图2可见，该介电泳加速度计100包括底电极101、102、103、104、105和顶电极106。在底电极101至105与顶电极106之间设有流体107，该流体107的密度为ρm且介电常数为εm。此外，密度为ρp且介电常数为εp的球形粒子109设于流体107中底电极101至105与顶电极106之间。
在电极101至104与电极105至106之间施加电位差，得到非线性电场，其用电场线108表示。
加速度计100基于介电泳作为恢复机制。根据本发明的示范性实施例，其可能适用作二维加速度计，该二维加速度计能够同时测量在两个不同方向中的加速度(例如，在垂直于图1的图像平面的第一方向和在沿着图1中的水平线的第二方向，这两个方向皆位于图2的图像平面中)。
这种二维功能性(或者甚至三维功能性)可能通过顶电极和底电极101到106(和甚至其它的电极)的各自排列而实现使得能够检测并且逆转该试验质量块109的二维或甚至三维移动。
介电泳(DEP)是由于空间非均匀电场所造成的材料或对象的移动。响应空间非均匀电场，中性但易极化的粒子经历净力，根据粒子和介质的物理性质，该净力随着场强增加或减小而集中到某些位置。在第一种情况下，该力被称作正介电泳，而在第二种情况下该力被称作负介电泳。
完全不同于电泳现象，仅当该对象相对于它的周围环境具有不同的变成电极化的倾向时产生DEP。如果该对象比它的周围环境更易极化，那么它将被拉向更高的场区(这种效果被称作正DEP)。相反，如果它较不易极化，那么它被排斥向较弱的场区(这种效果被称作负DEP)。由于外加电场而作用于球形粒子上的DEP力可被写成 其中，r为粒子半径，ERMS为该电场的RMS值(假设正弦时间依赖性)，而且α是所谓Clausius-Mosotti向量的实部，其以下式给出 其中，星号(＊)表示介电常数是复数。
DEP可用于将一种材料集中于较小腔室的中心，该腔室充满两种具有不同介电常数ε的材料。实施例的示例在图1和图2中描绘，其中示出腔室111被具有多个电极101至106的壁封闭。这些电极可能与腔室111内的介质107、109电隔离。然而，应注意的是电极101至106并不必须与腔室111内的介质107、109电隔离。
具有相关联电极101至106的腔室111可能易于生产(并因此较为廉价)。举例说来，电极101至105位于第一水平面中且顶电极106位于第二水平面中并且因此可使用标准光刻处理技术来生产。
举例说来，具有低介电常数εr和高于1000kg/m3(这是水的密度)的密度ρ的球形粒子被水(其具有值为80的高εr)包围。当向电极101至104施加负电位并且向电极105和106施加正电位时，形成所谓的DEP笼，其将粒子109截获于腔室111的中部。因此该介电泳力实现在常规加速度计中所用的弹簧的功能。
应注意的是在介电泳加速度计具有较小(微型)大小的情况下，腔室111甚至可能不必被封闭外壳包围，因为在电极101至106之间的流体107通过它的表面能量而存储在适当位置。
还应注意的是电极101至105和106不必在各自的平面中排列而是可能排列于不同的排列中并且可能具有与图2所描绘的形状不同的形状。举例说来，顶电极106可能不是平面，从而增加电场108的非线性。
图2示出了根据本发明的示范性实施例的顶电极和底电极的平面图的示意性图示。如从图2可以看出，顶电极106可能是矩形。底电极101至105的排列不变，是相应矩形但由五个不同的电极101至105构成。在电极101至104与电极105至106之间存在电位差。此外，电极101至105通过沟110(或任何其它隔离形式)而彼此电隔离。
图3所描绘的系统可能近似该加速度计，其中质量块301(m)是粒子109的质量块与等体积的周围流体的质量块之间的差(因为随着粒子的位置改变，等体积的流体移位)，即，m＝(ρ粒子-ρ流体)＊体积。
弹簧常数302(k)表示介电泳力(自恢复机制)。阻尼常数303(c)表示流体粘度。X304是粒子在该腔室中的位置，而Y306是该腔室在(固定的)世界305中的位置。
这个系统的传递函数是 因此，随所施加的加速度(a＝s2y)变化的粒子位置由下式给出 这种模型与介绍常规加速度计的模型并没有什么不同。然而，与常规加速度计相比，可通过仅改变电极之间的电位差来动态地调整k。这可允许易于现场调整成不同的加速度范围的加速度计。
使用具有不同电位的多个电极，可以实现导致非线性(例如对数)响应的指数场梯度，这允许加速度计具有较大的动态范围。这种电极配置的一个示例在图4中示出。
图4示出根据本发明的示范性实施例的顶电极和底电极的平面图的示意性图示。如从图4可以看出，电极1031到1033、1011到1013、1021到1023、1041到1043和电极105到106之间的电位差对于更靠近腔室中心的电极可能降低，这是因为向外电极提供了比内电极更低的(例如，负性更强)的电位。应注意的是，在电极1031到1033、1011到1013、1021到1023、1041到1043具有比电极105至106更高的电位情况下，可能向外电极提供比内电极更高的(例如，正性更强)的电位。
应用具有所希望粘度的流体可能允许控制阻尼值c。可通过应用具有所希望的密度和体积的粒子和具有所希望的密度的流体来控制质量块m。可在制造带电极的腔室之后插入粒子与流体。根据本发明的示范性实施例，随着在电极上施加电压时系统自动地自身对准(即，弹簧系统的启动)，粒子可能被随便地投入到腔室中。粒子与流体的特定组合的选择并不影响该腔室的设计，因此同样的腔室可能用于产生具有不同响应的加速度计，即，可能生产定制型加速度计。
在下文中更具体地介绍加速度测量程序。
位置x(对于低频)与所施加的加速度成比例地相关。然而，根据电极排列的几何形状和电极的各自的电位，在位置x与所施加的加速度之间可能存在其它关系。
可使用上文所讨论的同样的电极来测量粒子从体积中心的移位x。
通过施加远远超出该机械系统的截止频率的交流电压并且随后测量电流，可测量相对电极(顶部与底部)之间的电容和之间的介电。当所施加的加速度造成粒子在电极之间移动时，电容器的介电常数改变，因此改变不同的电容器值。可能通过比较电极对101与106、102与106、103与106、104与106所形成的电容器与电极对105与106所形成的电容器的值来执行差分测量。这使得可能与电容器的绝对值无关地进行这种测量。
假设高度为g＝1mm的体积。为了获得适当腔室，电极的长度和宽度可能在与腔室的高度相同的数量级。当使所有尺寸相同时，可使用下式来计算电极对之间的电容 那么由于在水(εr＝80)中的聚苯乙烯粒子(εr＝2.5)的移位所造成的最大电容变化是 ΔC＝dΔεrε0＝1·10-3·(80-2.5)·8.85·10-12＝0.69pF 即，Cmax＝0.708pF和Cmin＝0.022pF。当使用10MHz的频率时，这对应于从723kOhm到22.47kOhm的最大阻抗变化。
在下文中，将进一步介绍本发明的示范性实施例。
根据第一实施例，该加速度计包括在水中的胶乳或聚苯乙烯球。假设在d＝100μm(＝腔室高度加上底电极的长度和宽度)的腔室中在水(ρ＝1000kg/m2，粘度10-3Pas，εr＝80)中的聚苯乙烯球(ρ＝1060kg/m2，εr＝2.5，r＝40μm)。另外假设在顶电极106与底电极101至104之间所施加的直流电压是1V，而底电极105具有与顶电极106相同的电位。因此最大电场是1V/100μm＝104V/m。最小场(在腔室的中心)是0V/m。在底电极的中心之间的距离是100μm，其或多或少地为场最大值与场最小值之间的距离以及粒子的最大移位。那么该正方形场(squared field)的梯度是108/10-4＝1012。
这在图5中描绘。
考虑到稳态情形，即，施加恒定加速度的情形，可计算获得粒子从中心位置的最大移位(例如，100μm)所需的加速度(即，可测量的加速度范围)。在稳态情况下，介电泳力等于由加速度所造成的粒子上的力。
Facc＝ma＝(ρ1-ρ2)va＝(ρ1-ρ2)(4/3)πr3a Facc＝FDEP 由此可以得出 应注意的是可测量的加速度并不取决于粒子大小，只是与密度和介电常数相关。对于实际测量，粒子大小是重要的，因为它确定最大电容变化。然而，只要实现可测量的电容变化，使用差分测量技术使得大小再次变得无关紧要。
根据本发明的第二实施例，在油中使用硅球。在这个实施例中，仅在电极105与106之间存在电位差。这可能导致硅球(ρ＝2330kg/m3，εr＝12)向腔室中心(在这里场最高)吸引。
应注意的是大量悬浮于油(ρ＝800kg/m3，粘度1Pas，εr＝2.2)中的球和电极101至104与106之间的电位差同样适用。在这种情况下这些球被吸引远离该中心。
根据本发明的第三实施例，使用两种流体作为试验质量块和介质。举例说来，在水(ρ＝1000kg/m3，粘度10-3Pas，εr＝80)中的油滴(例如，ρ＝800kg/m3，粘度1Pas，εr＝2.2)。
根据本发明的第四实施例，可使用在流体中的气体。例如，可使用在水(ρ＝1000kg/m3，粘度10-3Pas，εr＝80)中的空气泡(ρ＝1.3kg/m3，粘度17.1μPas，εr＝l)。空气较低的εr将导致空气泡向腔室的中心移动，而较大的密度差异将导致气泡在所施加的加速度的方向中移位。
根据本发明的第五实施例，可能使用两种气体。举例说来，这个实施例可能还提供温度传感器，因为气体可能随着温度升高而扩散(或混合)，这可能得到共模信号(所有电容同时变化)，共模信号是绝对温度的量度。
可能使用电润湿原理来将该试验质量块集中于腔室中部。电润湿效果被定义为由于在固体与电解质之间所施加的电位差而造成的固体电解质接触角的变化。电润湿基本上是一种现象，借此电场可能使与绝缘电极接触的小液滴的润湿行为改性。如果非均匀地施加电场，那么会形成表面能量梯度，其可用于操纵夹于两个板之间的小液滴。
在图6A与图6B中示出了与绝缘层111接触的小液滴的有利实施例。在这个示例中，以截面图(图6A)和顶视图(图6B)示出了在水(ρ＝1000kg/m3，粘度10-3Pas，εr＝80)中的小油滴(例如，ρ＝800kg/m3，粘度1Pas，εr＝2.2)。当在电极1至4与顶电极6之间施加(直流或交流)电位差时，电润湿原理使小油滴集中于腔室中部，其中电极1至4通过诸如聚对二甲苯的隔离层111与水隔离，顶电极6与(传导的)水接触。即，水中的偶极将朝向底电极1至4移动并因此小油滴朝向腔室中心移位。
非必须地，疏水层112可用于进一步改进该电润湿效果。
因此，电润湿实现了在常规加速度计中使用的弹簧的功能。
类似于上文所介绍，可通过图3所描绘的系统来近似该加速度计，其中质量块m是小油滴的质量块与相等体积的周围水的质量块之间的差(随着小液滴位置变化，等体积的水移位)，即，m＝(ρ油-ρ水)v。
弹簧常数k表示电润湿力(自恢复机制)。阻尼常数c表示水的粘度。X是小油滴在腔室中的位置，而y是腔室的位置。
与常规加速度计相反，可通过仅改变电极之间的电位差而动态地调整弹簧系数K。这允许可易于现场调整成不同的加速度范围的加速度计。
使用具有不同电位的多个电极，可以实现非线性(例如，对数)响应，其允许具有较大的动态范围的加速度计。在图7中示出这种电极配置的一个示例。该电极配置类似于在图4中所介绍的电极配置，除了缺少底电极105。如早在如4的实施例中所表示，对于位于更靠近腔室中心的电极，电极的电位应减小。
使用具有所希望粘度的非水的周围流体混合物(但也具有高εr)允许阻尼值c的控制。
可通过应用具有所希望的密度和体积的小液滴(小油滴)和具有所希望的密度的周围流体混合物来控制质量块m。为了获得较大的密度差异和因此对加速度更高的灵敏度，水与空气泡组合的使用是有利的(不同实施例)。
在制造带电极的腔室之后，插入小液滴和周围流体。随着在电极上施加电压时系统自动地自身对准(即，弹簧系统的启动)，可将小液滴随便地投入到该腔室中。可通过在底电极的上方应用疏水层112(例如，特氟纶)而在某种程度上帮助这种初始化过程，如在图6A中示出。
小液滴与周围流体的特定组合的选择并不影响腔室的设计，因此同样的腔室可能用于生产具有不同响应的加速度计，即，可以制造“客户定制型”加速度计。
在上述实施例中，使用同样的电极来控制弹簧(即，通过施加交流和/或直流电位差)并测量移位(即，通过测量由于施加交流电位差而造成的流经电容器的交流电流)。
在图8中的备选实施例中，通过在中心电极(5)和顶电极(6)上施加电压，小水滴集中于充满油的腔室中。在这种情况下，电极5和6控制弹簧系统，而使用底电极1至4和电极6来执行移位测量。
图9具体地示出了弹簧系统的控制和移位测量。测量电流幅度，其表示该试验质量块的移位。
图10描绘了根据本发明用于执行根据本发明的方法的示范性实施例的数据处理装置400的示范性实施例。在图10中描绘的数据处理装置400包括中央处理单元(CPU)或处理器401，其被连接到用于存储测量数据的存储器402。数据处理器401可能被连接到多个输入/输出网络或诊断装置，诸如加速度计。数据处理器401还可被连接到显示装置403，例如，计算机监视器，用于显示在数据处理器401中所计算或调适的信息。操作者或使用者可能经由键盘404和/或其它输出装置(其在图10中并未描绘)与数据处理器401相互作用(例如)用于调整电压并且因此调整(现场)加速度计的动态范围(例如从线性调整为对数)。
根据本发明的加速度计可用于测量可携式摄录机内的加速度以能够从录制中移除使用者的颤抖。另一实施例旨在检测装置下落以能够在它撞击地面之前将它关闭使得该装置更可能免于损坏(便携式HDDMP3播放器)。
该加速度计还可用于生物医学应用。
举例说来，其可在用于(家庭)康复的位置传感中使用。该加速度计可能用于确定患者的肢体在空间中如何移动以便在家庭康复期间控制患者是否进行正确的移动。之后可以决定该康复是否有效。
或者，该加速度计可用于医疗器械的位置传感，例如用于微创外科，可确定医疗器械的绝对位置并与成像技术组合，诸如MRI。
应注意的是术语“包括”并不排除其它元件或步骤的存在并且“一”并不排除多个。而且，可能组合结合不同实施例介绍的元件。
还应注意的是在权利要求书中的参考标记不应被视作限制权利要求书的范畴。
权利要求
1.一种用于测定作用于试验质量块上的加速度的介电泳加速度计，所述加速度计包括
-充满介质的空腔；
-用于产生非均匀力场的源；
-试验质量块，其适于在介质内移动并经受所述力场；
-检测器，其适于检测所述试验质量块的移动；
其中所述加速度计适于基于所述试验质量块的所述移动来测定所述加速度计的加速度。
2.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
所述非均匀力场是电场；
所述源包括第一数目的第一电极和第二数目的第二电极；
在每个第一电极与每个第二电极之间存在相应电位差；且所述第一电极与第二电极适于产生所述非均匀电场。
3.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
每个电极排列于上部水平面和下部水平面中的一个中。
4.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
所述介质具有第一介电常数；
所述试验质量块具有不同于所述第一介电常数的第二介电常数。
5.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
所述检测器适于电容检测所述试验质量块的所述移动。
6.根据权利要求5所述的加速度计，其特征在于，
所述检测器适于基于差分测量来检测所述试验质量块的移动；以及
通过测量第一电极对的第一电容和第二电极对的第二电容并且通过比较所述第一电容与所述第二电容来检测所述试验质量块的所述移动。
7.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
所述检测器适于通过检测所述试验质量块在第一方向的第一移动以及所述试验质量块在第二方向中的第二移动和所述试验质量块在第三方向中的第三移动中的至少一个来执行二维或三维测量。
8.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
所述试验质量块是球形粒子。
9.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
所述源适于控制第一电极与第二电极之间的电位差，导致通过所述试验质量块的移动使作用于所述试验质量块上的力的调整。
10.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
通过所述试验质量块的移动，使所述力场的非均匀性导致作用于所述试验质量块上的所述力的对数响应，得到将要被测量的所述加速度的宽的动态范围。
11.根据权利要求10所述的加速度计，其特征在于，
所述源适于将所述响应从非线性响应切换到线性响应。
12.根据权利要求1所述的加速度计，其特征在于，
所述试验质量块包括聚苯乙烯、胶乳、硅、第一流体和第一气体中的一种；并且所述介质包括水、油、第二流体和第二气体中的一种。
13.根据前述权利要求中任一项所述的加速度计，其特征在于，所述试验质量块可基于电润湿效果来移动。
14.根据前述权利要求中任一项所述的加速度计，其特征在于，所述第二电极中的一个或多个设有电绝缘层。
15.根据权利要求14所述的加速度计，其特征在于，在所述电绝缘层上存在疏水层。
16.一种如权利要求1所述的加速度计在可携式摄录机内用于测量所述可携式摄录机内的加速度的用途。
17.一种如权利要求1所述的加速度计在便携式音频播放器内用于检测所述音频播放器何时下落的用途。
18.一种如权利要求1所述的加速度计在生物医学应用中的用途。
19.一种通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的方法，所述方法包括以下步骤
-通过源产生非均匀力场；
-通过检测器来检测所述试验质量块的移动，所述试验质量块适于在介质内移动并经受所述力场；
-基于所述试验质量块的移动来测定所述加速度计的加速度。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
所述非均匀力场是电场；
所述源包括第一数目的第一电极和第二数目的第二电极；
在每个第一电极与每个第二电极之间存在相应电位差；以及
所述第一电极和第二电极适于产生所述非均匀电场。
21.一种计算机可读介质(402)，其中存储通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的计算机程序，当所述计算机程序被处理器(401)执行时，其适于执行以下步骤
-通过源来产生非均匀力场；
-通过检测器来检测所述试验质量块的移动，所述试验质量块适于在介质内移动并经受所述力场；
-基于所述试验质量块的所述移动来测定所述加速度计的加速度。
22.一种通过介电泳加速度计来测定作用于试验质量块上的加速度的程序元件，当所述程序元件被处理器(401)执行时，所述程序元件适于执行以下步骤
-通过源来产生非均匀力场；
-通过检测器来检测所述试验质量块的移动，所述试验质量块适于在介质内移动并经受所述力场；
-基于所述试验质量块的所述移动来测定所述加速度计的加速度。
全文摘要
常规加速度计基于试验质量块，该试验质量块悬挂于某种弹簧减震器系统中。根据本发明的示范性实施例，提供一种基于介电泳的二维适应性加速度计，其通过测定由于作用于试验质量块上的加速力所造成的该试验质量块的移动来测量自由地浮于介质中的该试验质量块的加速度。提供非均匀电力场用于较宽和可调整的动态范围。
文档编号G01P15/125GK101268375SQ200680034552
公开日2008年9月17日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年9月22日
发明者B·M·德博尔, I·F·赫尔韦根 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司