[发明专利]一种MEMS加速度计的自检电路

说明书

本发明提供了一种MEMS加速度计的自检电路，包括电流检测模块、比较器模块、逻辑门模块和参考电压模块；所述电流检测模块串联在MEMS加速度计的电源供电电路中；所述比较器模块包括高电平阈值比较电路、低电平阈值比较电路和电流阈值比较电路，所述高电平阈值比较电路和所述低电平阈值比较电路分别串接在所述MEMS加速度计与所述逻辑门模块之间，所述电流阈值比较电路串接在所述电流检测模块与所述逻辑门模块之间；所述参考电压模块分别连接所述高电平阈值比较电路、所述低电平阈值比较电路和所述电流阈值比较电路。本发明电路组成简单，采集电压和电流两种信号进行判断，无需在内部安装振动激励源，也不影响加速度传感器正常工作信号的实时传输。

【技术领域】

本发明涉及加速度计检测技术领域，具体是一种MEMS加速度计的自检电路。

【背景技术】

加速度计，也叫加速度传感器，是一种利用加速度敏感芯体将加速度信号转换成相应比例的电压信号输出的一种力学传感器，在轨道转向架、飞机驾驶舱或其他内燃动力机械中，都需要加速度传感器来测量振动状况。为判断加速度敏感芯体是否正常，需要对加速度芯体进行自检。目前实现加速度传感器自检的方法主要是通过在传感器内部安装激励装置如电动马达或利用压电陶瓷的正压电效应产生振动，使得加速度敏感芯体产生振动信号，继而通过采集振动信号并做相应的信号分析来实现自检。

目前这种加速度传感器自检的方法主要缺陷在于：

1、内部安装振动激励源，使得组装变得复杂，且振动激励源需占据一定空间，无形中增大了体积。

2、因需要对振动信号进行分析，实现自检功能的电路将变得更为复杂。

3、在实现自检时间里，导致加速度传感器间断工作，影响加速度传感器正常工作信号的实时传输。

4、仅采集加速度敏感芯体的电压信号，并以此电压信号作为自检依据，导致检测结果不够可靠。

5、可受到虚假信号影响，比如内部安装的振动激励源在工作的时候，传感器因其他振动而产生干扰信号，这些干扰信号可存在于传感器环境中，造成检测结果可能不准确。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种MEMS加速度计的自检电路，主要由电流检测电路、电平阈值比较电路和逻辑门判断电路组成，采集电压和电流两种信号进行判断，无需在内部安装振动激励源，也不影响加速度传感器正常工作信号的实时传输。

本发明是这样实现的：一种MEMS加速度计的自检电路，包括电流检测模块、比较器模块、逻辑门模块和参考电压模块；

所述电流检测模块串联在MEMS加速度计的电源供电电路中；

所述比较器模块包括高电平阈值比较电路、低电平阈值比较电路和电流阈值比较电路，所述高电平阈值比较电路和所述低电平阈值比较电路分别串接在所述MEMS加速度计与所述逻辑门模块之间，所述电流阈值比较电路串接在所述电流检测模块与所述逻辑门模块之间；

所述参考电压模块分别连接所述高电平阈值比较电路、所述低电平阈值比较电路和所述电流阈值比较电路。

进一步的，所述MEMS加速度计包括加速度敏感芯体U1，加速度敏感芯体U1具有电源输入端VDD、电压信号输出端OUT和接地端GND；

所述电流检测模块进一步包括监控芯片U2和采样电阻R1，所述监控芯片U2为电压输出电流并联监控芯片，包括输入端IN+、输入端IN-和输出端OUT；所述采样电阻R1串接在所述电源供电电路和所述加速度敏感芯体U1的电源输入端VDD之间，输入端IN+连接在所述电源供电电路和采样电阻R1之间，输入端IN-则连接在采样电阻R1和所述加速度敏感芯体U1的电源输入端VDD之间；

所述电源供电电路提供的电源经过监控芯片U2后给所述加速度敏感芯体U1供电，电流经过采样电阻R1产生压降，监控芯片U2将该压降转换成对应比例的电压输出。