[发明专利]数字式平衡装置

权利要求书

1、一种用于探测外界力的数字式力平衡装置，包括：

一个底座；

一个衬底；

两个设置在跨在底座上的衬底上的电极，其中每个电极被分成多个单元，而每个单元有一个极小的位面积；

一个获得数字信号的回路，数字信号的值代表在每个相等的时间单元内在外界力的作用下底座的速度，其中，外界力从零位置移动底座，并且回路也产生一个恒定电压信号；

由此根据数字信号值，回路将恒定的电压信号施加到选定的单元上，激励一定数目的单元，单元的数目以促使底座返回到零位置需要的力而定，而力来自于恒定电压信号施于单元产生的电场。

2、根据权利要求1所述的数字式力平衡装置，其中，该装置还包括单元的阵列，每个单元阵列的面积被选为最小位面积的二进制倍数，将恒定电压信号加到为最小位面积二进制倍数的选定的单元的阵列上。

3、根据权利要求2所述的数字式力平衡装置，其中，该电极还包括一种半导体材料。

4、根据权利要求1所述的数字式力平衡装置，其中，该单元的阵列之间是电分离的。

5、一种向数字式力平衡装置衬底上的悬臂式底座施力的方法：

设置底座，其中底座在零位置的每一侧有一个零位置和一个力感生位置，底座响应于外界力从零位置移动到一个力感生位置；

该底座的每一侧设置一个电极，每个电极有多个电分离单元，其中每个单元的面积值为最小位值；

在每个相等的时间单元里，获得一个具有代表底座响应于外界力而发生速度变化的值的数字信号，

产生一个恒定的电压信号；

根据数字信号的值向选定的电极单元施加恒定的电压信号，以激励需要数目S的单元，利用来自向单元施加恒定电压信号产生的电场的力促使底座从力感应位置返回到零位置。

6、根据权利要求5所述的向底座施力的方法，其中，向二进位倍数的单元施加恒定的电压信号。

7、根据权利要求5所述的向底座施力的方法，其中，在连续的时间单元中，选定的S数目中的特别数目的单元不与恒定电压信号连接，而二倍于S数目的单元与恒定的电压信号重接，这种连接与不连接的形式一直持续到底座返回到零位置。

8、根据权利要求7所述的向底座施力的方法，其中，特别数目S依促使底座返回零位置所需要的量而变化。

9、一种探测外界力的数字式力平衡装置包括：

一个衬底；

一个提供输出模拟信号的底座电极；

一个以悬臂结构将底座连接到衬底的铰链；

多个设置在底座电极每一侧的静电盘；

与每一个静电盘连接的控制开关；

一个与静电盘连接的传感振荡器；

一个响应于输出模拟信号的积分器，提供表示底座位移的输出恢复信号；

一个响应于输出恢复信号的级联电压电平探测器，提供一个包含正比于输出恢复信号的数据的输出数字信号；

对应于一个盘的寄存器，接收级联电压水平探测器的输出数字信号，其中寄存器激活各自的控制开关。

10、根据权利要求9所述的装置，其中，该数据还包括一个包含符号位的多位词。

11、根据权利要求10所述的装置，其中，该多个盘还包括设置在第二个盘反侧的第一个盘，寄存器还包括分别与第一盘和第二盘连接的第一寄存器和第二寄存器，其中，从级联电压水平探测器输出的数字信号根据符号位导向第一和第二寄存器。

12、根据权利要求9所述的装置，其中，该装置还包括一个放大器和一个联接底与积分器的解调器。

13、根据权利要求9所述的装置，其中，该盘按照二进位模式被激活。

14、根据权利要求9所述的装置，其中，该级联电压水平探测器还包括一个模拟数字转换器。

15、根据权利要求9所述的装置，其中，该控制开关还包括场效应晶体管。

16、根据权利要求9所述的装置，其中，该盘安置成预定的网格图形。

17、根据权利要求9所述的装置，其中，该底座包括一个面心和围绕该面心设置的盘。