ITTO20080876A1 - Giroscopio microelettromeccanico con movimento di azionamento rotatorio e migliorate caratteristiche elettriche - Google Patents

Description

“GIROSCOPIO MICROELETTROMECCANICO CON MOVIMENTO DI AZIONAMENTO ROTATORIO E MIGLIORATE CARATTERISTICHE ELETTRICHEâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una struttura microelettromeccanica, in particolare un giroscopio bi- o triassiale, dotata di un movimento di azionamento rotatorio e migliorate caratteristiche elettriche, in particolare in termini della sensibilità nel rilevamento di velocità angolari.

Come noto, le tecniche di microfabbricazione consentono la realizzazione di strutture o sistemi microelettromeccanici (cosiddetti MEMS, dall’inglese Micro Electro Mechanical System) all’interno di strati di materiale semiconduttore, che sono stati depositati (ad esempio uno strato di silicio policristallino) o cresciuti (ad esempio uno strato epitassiale) al di sopra di strati sacrificali, che vengono rimossi tramite attacco chimico.

Sensori inerziali, accelerometri e giroscopi realizzati con tale tecnologia stanno avendo un crescente successo, ad esempio nel campo “automotive†, nella navigazione inerziale, o nel settore dei dispositivi portatili.

In particolare, sono noti giroscopi integrati di materiale semiconduttore realizzati con tecnologia MEMS. Tali giroscopi operano in base al teorema delle accelerazioni relative, sfruttando l’accelerazione di Coriolis. Quando viene applicata una velocità angolare ad una massa mobile che si muove di una velocità lineare, la massa mobile "sente" una forza apparente, chiamata forza di Coriolis, che ne determina uno spostamento in direzione perpendicolare alla direzione della velocità lineare e all’asse intorno al quale viene applicata la velocità angolare. La massa mobile viene supportata tramite molle che ne consentono uno spostamento nella direzione della forza apparente. In base alla legge di Hooke, lo spostamento à ̈ proporzionale alla forza apparente, in modo tale che dallo spostamento della massa mobile à ̈ possibile rilevare la forza di Coriolis ed il valore della velocità angolare che l’ha generata. Lo spostamento della massa mobile può ad esempio essere rilevato in modo capacitivo, determinando, in condizione di risonanza, le variazioni di capacità causate dal movimento di elettrodi mobili, solidali alla massa mobile e interdigitati ad elettrodi fissi.

La pubblicazione della domanda di brevetto europea EP-A-1 832 841 e la domanda di brevetto statunitense 60/971.496, non ancora pubblicata, depositate dalla titolare della presente domanda, descrivono un sensore integrato microelettromeccanico con movimento di azionamento rotatorio e sensibile a velocità angolari di beccheggio (pitch), rollio (roll) ed imbardata (yaw) intorno a rispettivi assi di rilevamento.

Tale sensore microelettromeccanico comprende un’unica massa di azionamento, ancorata ad un substrato in un unico punto centrale, ed azionata con moto rotatorio intorno ad un asse passante per il punto centrale e ortogonale al piano della massa di azionamento. Il movimento di rotazione della massa di azionamento permette di ottenere nel piano della massa due componenti di velocità di azionamento ortogonali tra di loro. All’interno della massa di azionamento sono realizzate aperture passanti in cui sono disposte corrispondenti masse di rilevamento, le quali sono racchiuse nell’ingombro della massa di azionamento, sono sospese rispetto al substrato e collegate alla massa di azionamento tramite elementi flessibili. Ciascuna massa di rilevamento à ̈ solidale alla massa di azionamento durante il suo moto rotatorio, e presenta inoltre un ulteriore grado di libertà di movimento in funzione di una sollecitazione esterna, in particolare una forza di Coriolis, agente sul sensore. Gli elementi flessibili, grazie alla loro particolare realizzazione, consentono alle masse di rilevamento un movimento di rilevamento rotatorio intorno ad un asse appartenente al piano del sensore, o in alternativa un movimento di rilevamento lineare lungo un asse appartenente al piano del sensore, rispettivamente in risposta ad un’accelerazione di Coriolis agente in una direzione perpendicolare al piano e ad un’accelerazione di Coriolis agente in una direzione appartenente al piano stesso; tale movimento di rilevamento à ̈ in ogni caso sostanzialmente disaccoppiato rispetto al movimento di azionamento della massa di azionamento. Tale struttura microelettromeccanica, oltre ad essere compatta (in quanto prevede una sola massa di azionamento che racchiude nel suo ingombro più masse di rilevamento), permette di ottenere con piccole modifiche strutturali, un giroscopio (e/o eventualmente un accelerometro, a seconda delle connessioni elettriche implementate) mono-, bi- o triassiale, al contempo assicurando un ottimo disaccoppiamento della dinamica di azionamento da quella di rilevamento.

La figura 1 mostra un esempio di realizzazione di un giroscopio microelettromeccanico triassiale, indicato con 1, realizzato secondo gli insegnamenti contenuti nelle suddette domande di brevetto.

Il giroscopio 1 à ̈ realizzato in un die (o piastrina) 2, comprendente un substrato 2a di materiale semiconduttore (ad esempio silicio), ed un frame (o cornice) 2b definente al suo interno una regione aperta 2c, sovrastante il substrato 2a, destinata ad ospitare strutture di rilevamento del giroscopio 1 (come descritto in dettaglio in seguito). La regione aperta 2c ha configurazione genericamente quadrata o rettangolare in un piano orizzontale (nel seguito, piano del sensore xy), definito da un primo e da un secondo asse orizzontale x, y, solidali al die 2; la cornice 2b presenta lati sostanzialmente paralleli agli assi orizzontali x, y. Piazzole di contatto 2d (cosiddette “die pad†) sono disposte lungo un lato della cornice 2b, allineate ad esempio lungo il primo asse orizzontale x; in modo non illustrato, le piazzole di contatto 2d permettono di contattare elettricamente dall’esterno le strutture di rilevamento del giroscopio 1. Le piazzole di contatto 2d presentano inoltre un asse di simmetria, in questo caso coincidente con il secondo asse orizzontale y (ortogonale alla loro direzione di allineamento), essendo disposte in uguale numero ed in maniera speculare da parti opposte dello stesso secondo asse orizzontale y.

In particolare, il primo ed il secondo asse orizzontale x, y corrispondono ad un primo e ad un secondo asse di rilevamento del giroscopio 1 (più precisamente, ad un asse di pitch e ad un asse di roll), attorno ai quali<r>vengono rilevate corrispondenti velocità angolari Ωx(di<r>

pitch) e Ωy(di roll).

In dettaglio, il giroscopio 1 comprende una struttura di azionamento, alloggiata all’interno della regione aperta 2c e formata da una massa di azionamento 3 e da un gruppo di azionamento 4.

La massa di azionamento 3 ha una geometria generalmente circolare a simmetria radiale, con una configurazione sostanzialmente planare con estensione principale nel piano del sensore xy, e dimensione trascurabile, rispetto all’estensione principale, in una direzione parallela ad un asse verticale z, formante con il primo ed il secondo asse orizzontale x, y una terna di assi ortogonali, solidali al die 2. Ad esempio, la massa di azionamento 3 ha nel piano del sensore xy una forma sostanzialmente a corona circolare, e definisce centralmente uno spazio vuoto 6, il cui centro O coincide con il baricentro ed il centro di simmetria dell’intera struttura.

La massa di azionamento 3 à ̈ ancorata al substrato 2a per mezzo di un primo ancoraggio 7a posto in corrispondenza del centro O, a cui à ̈ collegata attraverso primi elementi elastici di ancoraggio 8a; nell’esempio, i primi elementi elastici di ancoraggio 8a si dipartono a croce dal centro O parallelamente al primo ed al secondo asse orizzontale x, y. La massa di azionamento 3 à ̈ ancorata al substrato 2a mediante ulteriori ancoraggi 7b, disposti esternamente alla massa di azionamento 3 stessa, a cui à ̈ collegata mediante ulteriori elementi elastici di ancoraggio 8b; ad esempio, gli ulteriori elementi elastici di ancoraggio 8b sono del tipo ripiegato (folded), sono in numero pari a quattro, e sono a due a due allineati lungo il primo ed il secondo asse orizzontale x, y, in modo tale che gli ulteriori ancoraggi 7b siano disposti, a coppie, da parti opposte della massa di azionamento 3 rispetto allo spazio vuoto 6, ai vertici di una croce centrata nel centro O. Il primo e gli ulteriori elementi elastici di ancoraggio 8a, 8b consentono un movimento rotatorio della massa di azionamento 3 attorno ad un asse di azionamento passante per il centro O, parallelo all’asse verticale z e perpendicolare al piano del sensore xy.

La massa di azionamento 3 presenta una prima coppia di prime aperture passanti 9a, 9b, allineate in direzione diametrale lungo il primo asse orizzontale x (asse di pitch), e disposte da parti opposte rispetto allo spazio vuoto 6; ed una seconda coppia di prime aperture passanti 9c, 9d, allineate in direzione diametrale lungo il secondo asse orizzontale y (asse di roll), e disposte da parti opposte rispetto allo spazio vuoto 6. In particolare, ciascuna prima apertura passante 9a-9d presenta nel piano del sensore xy la forma di un settore di anello radiale, avente lati interni ed esterni arcuati e lati laterali estendentisi radialmente. Inoltre, le aperture passanti 9a-9b della prima coppia sono simmetriche rispetto al secondo asse orizzontale y, e le aperture passanti 9c-9d della seconda coppia sono simmetriche rispetto al primo asse orizzontale x. La massa di azionamento 3 presenta inoltre una coppia di seconde aperture passanti 26a, 26b, aventi in pianta forma sostanzialmente rettangolare, allineate in una direzione radiale (nell’esempio di figura 1 lungo una direzione inclinata di 45° rispetto al primo o al secondo asse orizzontale x, y), ed aventi estensione principale nella stessa direzione radiale.

Il gruppo di azionamento 4 comprende una pluralità di bracci azionati 10, estendentisi esternamente dalla massa di azionamento 3 in direzione radiale ed in maniera angolarmente equispaziata, ed una pluralità di primi e secondi bracci di azionamento 12a, 12b, estendentisi parallelamente a, e da parti opposte di, rispettivi bracci azionati 10. Ciascun braccio azionato 10 porta una pluralità di primi elettrodi 13, estendentisi perpendicolarmente a, e da entrambi i lati del braccio azionato stesso. Inoltre, ciascun primo e secondo braccio di azionamento 12a, 12b porta rispettivi secondi elettrodi 14a, 14b, estendentisi verso il rispettivo braccio azionato 10, ed interdigitati ai relativi primi elettrodi 13 (secondo una struttura a pettine, nota come “comb-finger†). I primi bracci di azionamento 12a sono disposti tutti su uno stesso lato dei rispettivi bracci azionati 10, e sono polarizzati tutti ad uno stesso primo potenziale; analogamente i secondi bracci di azionamento 12b sono disposti tutti sul lato opposto dei rispettivi bracci azionati 10, e sono polarizzati tutti ad uno stesso secondo potenziale. Un circuito di azionamento (non illustrato) à ̈ collegato ai secondi elettrodi 14a, 14b per applicare il primo ed il secondo potenziale e determinare, mediante l’attrazione reciproca ed alternata degli elettrodi, un andamento rotatorio oscillatorio della massa di azionamento 3 attorno all’asse di azionamento, ad una determinata frequenza di oscillazione.

Il giroscopio 1 comprende inoltre una prima coppia di sensori di accelerazione con asse parallelo all’asse verticale z, ed in particolare una prima coppia di prime masse di rilevamento 16a, 16b, disposte all’interno di una rispettiva prima apertura passante 9a, 9b, in modo da essere completamente racchiuse e contenute dall’ingombro della massa di azionamento 3 nel piano del sensore xy. Ciascuna delle prime masse di rilevamento 16a, 16b presenta una forma corrispondente a quella della rispettiva apertura passante, e pertanto presenta, in pianta, la forma genericamente di un settore di anello radiale. In dettaglio, ciascuna delle prime masse di rilevamento 16a, 16b presenta una prima porzione 17, più larga, una seconda porzione 18, meno larga (lungo il primo asse orizzontale x), connesse da una porzione di raccordo 19, più corta (in direzione parallela al secondo asse orizzontale y) rispetto alla prima e seconda porzione 17, 18, ed ha pertanto un proprio baricentro G situato all’interno della relativa prima porzione 17. In maggiore dettaglio, la prima porzione 17 ha un lato esterno arcuato e concavo e lati laterali estendentisi radialmente, e la seconda porzione 18 ha un lato esterno arcuato convesso e lati esterni estendentisi radialmente, allineati lungo i lati laterali della prima porzione 17. Ciascuna delle prime masse di rilevamento 16a, 16b à ̈ inoltre supportata da una coppia di primi elementi elastici di supporto 20 estendentisi a partire dalla porzione di raccordo 19 verso la massa di azionamento 3, collegandosi ad essa, parallelamente al secondo asse orizzontale y. I primi elementi elastici di supporto 20 si estendono all’interno di recessi 21 previsti da parti opposte della relativa prima massa di rilevamento 16a, 16b, a distanza dal suo baricentro G; essi formano molle torsionali rigide per il moto rotatorio della massa di azionamento 3 (così che le prime masse di rilevamento 16a, 16b seguono la massa di azionamento 3 nel suo moto di azionamento), e consentono inoltre la rotazione della prime masse di rilevamento intorno ad un asse di rotazione parallelo al secondo asse orizzontale y ed appartenente al piano del sensore xy, e quindi il loro movimento fuori dal piano del sensore xy (movimento che non à ̈ invece consentito alla massa di azionamento 3).

Il giroscopio 1 comprende inoltre una seconda coppia di sensori di accelerazione con asse parallelo all’asse verticale z, ed in particolare una seconda coppia di prime masse di rilevamento 16c, 16d, alloggiate all’interno delle aperture passanti 9c, 9d, e completamente racchiuse e contenute dalla massa di azionamento 3. Le prime masse di rilevamento 16c, 16d sono ottenute dalla rotazione di 90° delle prime masse di rilevamento 16a, 16b rispetto al centro O, e pertanto i relativi elementi elastici di supporto 20 si estendono parallelamente al primo asse orizzontale x e consentono la rotazione al di fuori del piano del sensore xy, intorno ad un asse di rotazione parallelo allo stesso primo asse orizzontale x.

Una coppia di primi e secondi elettrodi di rilevamento 22, 23 à ̈ disposta al di sotto della prima e della seconda porzione 17, 18 di ciascuna delle prime masse di rilevamento 16a-16d; i primi ed i secondi elettrodi di rilevamento 22, 23 sono costituiti da regioni di silicio policristallino formate al di sopra del substrato 2a ed aventi forma sostanzialmente trapezoidale e dimensioni sostanzialmente corrispondenti a quelle della seconda porzione 18. I primi ed i secondi elettrodi di rilevamento 22, 23 sono separati, rispettivamente dalla prima e dalla seconda porzione 17, 18, da un’isola d’aria (“air gap†), e formano dunque, insieme alla prima e alla seconda porzione 17, 18 rispettivi condensatori di rilevamento. I primi ed i secondi elettrodi di rilevamento 22, 23 sono collegati ad un circuito di lettura del giroscopio 1 (non illustrato) tramite le piazzole di collegamento 2d.

Il giroscopio 1 comprende inoltre una coppia di seconde masse di rilevamento 25a, 25b alloggiate all’interno delle seconde aperture passanti 26a, 26b; le seconde masse di rilevamento 25a, 25b presentano una forma generalmente rettangolare con lati paralleli a corrispondenti lati delle seconde aperture passanti 26a, 26b, sono sospese rispetto al substrato 2a e collegate alla massa di azionamento 3 tramite secondi elementi elastici di supporto 28. I secondi elementi elastici di supporto 28 si dipartono ad esempio da un punto situato all’incirca al centro dei lati minori delle seconde masse di rilevamento, lungo la direzione radiale. In particolare, i secondi elementi elastici di supporto 28 sono rigidi rispetto al moto di azionamento della massa di azionamento 3 (in modo tale che le seconde masse di rilevamento 25a, 25b seguono la massa di azionamento 3 nel suo movimento rotatorio), e consentono inoltre un movimento lineare delle rispettive seconde masse di rilevamento lungo la suddetta direzione radiale. Inoltre, le seconde masse di rilevamento 25a, 25b presentano prolungamenti 29 estendentisi, ad esempio, a partire da un punto situato all’incirca al centro di relativi lati maggiori, lungo una direzione ortogonale alla direzione radiale; tali prolungamenti 29 formano condensatori di rilevamento a facce piane e parallele con elettrodi fissi ancorati al substrato, ed affacciati e paralleli agli stessi prolungamenti 29. Ad esempio, da ogni lato maggiore di ciascuna seconda massa di rilevamento 25a, 25b può partire un rispettivo prolungamento 29, che risulta affacciato a ed interposto tra due elettrodi fissi. In analogia a quanto descritto precedentemente, si definiscono primi elettrodi di rilevamento 22 gli elettrodi fissi disposti in posizione radialmente più esterna rispetto al centro O, e secondi elettrodi di rilevamento 23 gli elettrodi fissi disposti in posizione radialmente più interna.

In uso, il giroscopio 1 à ̈ in grado di operare come giroscopio triassiale, e di rilevare una velocità angolare<r>Ωx(di pitch) intorno al primo asse orizzontale x, una<r>

velocità angolare Ωy(di roll) intorno al secondo asse<r>orizzontale y, ed una velocità angolare Ωz(di imbardata) attorno all’asse verticale z.

Facendo riferimento anche alla figura 2, il movimento rotatorio della massa di azionamento 3 e delle prime masse di rilevamento 16a-16d intorno all’asse di azionamento può essere rappresentato da un vettore velocità di azionamento v<r>

a, tangente alla circonferenza che ne descrive la traiettoria. In particolare, il moto rotatorio intorno al primo o secondo asse orizzontale x, y a velocità angolare<r r>r Ωx, Ωyprovoca una forza di Coriolis (indicata con FC)agente sull’intera struttura, proporzionale al prodotto<r r>

vettoriale tra la velocità angolare Ωx, Ωye la velocità di azionamento v<r>

a, e diretta quindi lungo l’asse verticale z. Sull’intera struttura, considerata come un unico corpo rigido, à ̈ quindi possibile individuare una distribuzione di forze di Coriolis, il cui valore aumenta all’aumentare della distanza dal centro O. Le risultanti della forza di<r>Coriolis FCche agiscono sulle prime masse di rilevamento 16a-16d in corrispondenza del relativo baricentro G, provocano la rotazione delle stesse prime masse di rilevamento, che si muovono al di fuori del piano del sensore xy, intorno ad un asse parallelo al primo o secondo asse orizzontale x, y e passante per i primi elementi elastici di supporto 20. Tale movimento à ̈ consentito dalla torsione dei primi elementi elastici di supporto 20. Al contrario, la configurazione dei primi ed ulteriori elementi elastici di ancoraggio 8a, 8b à ̈ tale da inibire, in buona approssimazione, il movimento della massa di azionamento 3 fuori dal piano del sensore xy, consentendo in tal modo l’efficace discaccoppiamento del moto di rilevamento delle masse di rilevamento rispetto a quello di azionamento. Lo spostamento delle prime masse di rilevamento 16a-16d al di fuori del piano del sensore xy provoca una variazione capacitiva differenziale dei condensatori di rilevamento, il cui valore à ̈ proporzionale<r r>

alla velocità angolare Ωx, Ωy, che può dunque essere determinata in modo di per sé noto tramite un opportuno circuito di lettura, operante secondo uno schema differenziale.

In particolare, dato che lo schema di lettura à ̈ differenziale, la configurazione a coppie delle prime masse di rilevamento 16a-16d permette di reiettare in modo automatico accelerazioni spurie lineari lungo l’asse verticale z. Inoltre, una rotazione attorno al primo asse orizzontale x non viene avvertita dalla seconda coppia di prime masse di rilevamento 16c, 16d, in quanto à ̈ nulla la<r>risultante forza di Coriolis FC(per l’annullarsi del<r>prodotto vettoriale tra la velocità angolare Ωxe la relativa velocità di azionamento v<r>

a). Analogamente, la rotazione attorno al secondo asse orizzontale y non viene avvertita per motivi analoghi dalla prima coppia di prime masse di rilevamento 16a, 16b, così che i due assi di rilevamento non si influenzano e risultano sostanzialmente disaccoppiati.

Facendo riferimento alla figura 3, una velocità<r>angolare Ωzda rilevare, agente intorno all’asse verticale<r>z, genera una forza di Coriolis FCsulle seconde masse di rilevamento 25a, 25b diretta in direzione radiale (diretta quindi come una forza centrifuga agente sulle stesse masse), causando lo spostamento delle seconde masse di rilevamento ed una variazione capacitiva dei relativi condensatori di rilevamento. Il valore di tale variazione<r>capacitiva à ̈ proporzionale alla velocità angolare Ωz, che può dunque essere determinata in modo di per sé noto tramite il circuito di lettura, operante nuovamente secondo uno schema differenziale.

Vantaggiosamente, la particolare conformazione delle prime masse di rilevamento 16a-16d consente di incrementare la sensibilità del giroscopio 1 (rispetto all’utilizzo di altre geometrie per le stesse prime masse di rilevamento). In particolare, il relativo baricentro G si posiziona ad una distanza dai primi elementi elastici di supporto 20 (ed il corrispondente asse di rotazione fuori dal piano del sensore xy) maggiore rispetto al baricentro di una qualsiasi massa rettangolare, che sia inscrivibile in uno stesso settore della massa di azionamento 3 e sia supportata da elementi elastici di supporto estendentisi lungo lo stesso asse di rotazione. Di conseguenza, à ̈ possibile ottenere un maggiore momento torcente e dunque un maggiore movimento di rotazione fuori dal piano del sensore xy, ed in tal modo ottenere una maggiore sensibilità del sensore.

Inoltre, la presenza degli ulteriori elementi elastici di ancoraggio 8b, posizionati esternamente alla massa di azionamento 3, consente di incrementare la rigidezza della stessa massa di azionamento 3 rispetto ai movimenti al di fuori del piano del sensore xy, e di incrementare dunque il disaccoppiamento tra il movimento di azionamento ed i movimenti di rilevamento.

Nonostante il giroscopio descritto costituisca un notevole perfezionamento rispetto ad altri giroscopi di tipo noto, la presente richiedente ha verificato che esso non à ̈ del tutto ottimizzato dal punto di vista della semplicità realizzativa, della riduzione delle dimensioni, dell’efficienza in termini delle caratteristiche elettriche e dell’immunità ai disturbi.

Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di migliorare ulteriormente la struttura del giroscopio microelettromeccanico, in particolare relativamente alla sensibilità alle sollecitazioni esterne ed alla robustezza nei confronti dei disturbi.

Secondo la presente invenzione viene pertanto fornita una struttura microelettromeccanica, come definita nella rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 mostra una vista schematica dall’alto di un giroscopio microelettromeccanico, di tipo noto;

- le figure 2 e 3 mostrano rispettivamente una sezione laterale schematica, ed una vista schematica dall’alto, di parti del giroscopio di figura 1, in presenza di una forza di Coriolis;

- la figura 4 mostra una vista schematica dall’alto di un giroscopio microelettromeccanico secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 5 mostra una vista schematica dall’alto di una seconda forma di realizzazione del giroscopio microelettromeccanico;

- la figura 6 mostra il confronto schematico tra una porzione del giroscopio microelettromeccanico, in una sua ulteriore variante realizzativa, ed una porzione corrispondente di un sensore di tipo noto; e

- la figura 7 mostra uno schema a blocchi semplificato di un dispositivo elettronico dotato del giroscopio microelettromeccanico secondo l’invenzione.

Come sarà descritto in dettaglio in seguito, un aspetto della presente invenzione prevede di fornire un giroscopio microelettromeccanico avente una disposizione delle masse di rilevamento tale da consentire un incremento della sensibilità del sensore ed in generale un miglioramento delle sue caratteristiche elettriche.

Come mostrato in figura 4, in cui gli stessi numeri di riferimento vengono utilizzati per indicare elementi simili ad altri già descritti con riferimento alla figura 1, il giroscopio microelettromeccanico, qui indicato con 30, differisce dal giroscopio 1 di figura 1 sostanzialmente per una differente disposizione delle prime masse di rilevamento, qui indicate con 16a'-16d', e delle seconde masse di rilevamento, qui indicate con 25a', 25b'.

In maggiore dettaglio, le prime masse di rilevamento 16a', 16b' della prima coppia sono allineate lungo una prima direzione diametrale x1, inclinata rispetto al primo asse orizzontale x del die 2 di un angolo di inclinazione α (considerato in senso antiorario), il cui valore à ̈ preferibilmente pari a 45°. Analogamente, le prime masse di rilevamento 16c', 16d' della seconda coppia sono allineate lungo una seconda direzione diametrale x2, sostanzialmente ortogonale alla prima direzione diametrale x1, ed inclinata rispetto al primo asse orizzontale x dello stesso angolo di inclinazione α (considerato in questo caso in senso opposto, orario). Le prime masse di rilevamento 16a'-16d' sono pertanto allineate lungo rispettive direzioni diametrali, che risultano inclinate rispetto agli assi di pitch e di roll intorno ai quali sono applicate la velocità<r r>

angolare Ωx(di pitch) e la velocità angolare Ωy(di roll), ed inoltre inclinate rispetto ai lati del die 2 (ed agli assi orizzontali x, y).

Inoltre, le prime masse di rilevamento 16a', 16b' della prima coppia risultano simmetriche a corrispondenti masse di rilevamento 16d', 16c' della seconda coppia, rispetto all’asse di simmetria delle piazzole di contatto 2d (coincidente con il secondo asse orizzontale y).

Le seconde masse di rilevamento 25a'-25b' si posizionano nello spazio disponibile lasciato libero dalle prime masse di rilevamento 16a'-16d', e sono ad esempio allineate lungo il secondo asse orizzontale y (come illustrato in figura 4). Si può quindi notare come la disposizione delle prime e delle seconde masse di rilevamento in figura 4 derivi, rispetto alla disposizione delle stesse masse di figura 1, da una rotazione antioraria dell’angolo di inclinazione α intorno al centro O.

La presente richiedente ha verificato che la suddetta disposizione delle prime e delle seconde masse di rilevamento 16a'-16d', 25a'-25b' consente di ottenere una serie di vantaggi, tra i quali una connessione semplificata dei relativi primi e secondi elettrodi di rilevamento 22, 23 verso le piazzole di contatto 2d.

In particolare, in modo di per sé noto (qui non descritto in dettaglio), alla prima coppia di prime masse di rilevamento 16a'-16b' sono associati un primo canale di elaborazione nell’interfaccia elettronica di lettura e relative connessioni elettriche verso le piazzole di collegamento 2d; mentre alla seconda coppia di prime masse di rilevamento 16c'-16d' à ̈ associato, nella stessa interfaccia elettronica di lettura, un secondo e distinto canale di elaborazione, e relative connessioni elettriche verso le rispettive piazzole di collegamento 2d.

La presente richiedente ha verificato che nella disposizione di tipo noto mostrata in figura 1, la posizione delle prime masse di rilevamento 16a-16d rispetto alle piazzole di collegamento 2d del die 2 risulta altamente disuniforme (così come risultano disuniformi le relative connessioni elettriche verso le stesse piazzole di collegamento 2d). Infatti, le due coppie di prime masse di rilevamento 16a-16d sono posizionate tra loro in maniera asimmetrica rispetto all’asse di simmetria delle piazzole di collegamento 2d, richiedendo un differente disegno delle connessioni elettriche per i due canali di elaborazione. Pertanto, le prestazioni di lettura riferite ai due assi di rilevamento (di pitch e roll) possono risultare differenti, ed eventualmente devono essere compensate dall’interfaccia elettronica di lettura (che risulta pertanto più complessa).

Al contrario, la disposizione descritta in figura 4 per le prime masse di rilevamento 16a'-16d' rispetto alle piazzole di collegamento 2d consente di ottenere una sostanziale simmetria delle connessioni elettriche verso le stesse piazzole di collegamento 2d per i due canali di elaborazione (le due coppie di prime masse di rilevamento sono infatti disposte in modo del tutto simmetrico rispetto all’asse di simmetria delle piazzole di collegamento 2d). La simmetria delle connessioni elettriche consente, in modo di per sé noto, di ottenere notevoli vantaggi in termini di uniformità nelle caratteristiche elettriche (ad esempio in termini di capacità attive e parassite, o correnti di perdita) e di robustezza allo spread dei parametri risultante dal processo produttivo.

Vantaggiosamente, la disposizione descritta consente di incrementare la simmetria anche delle connessioni elettriche riferite alle seconde masse di rilevamento 25a'-25b', portando ad un incremento di uniformità nelle caratteristiche elettriche della relativa elettronica di lettura. In particolare, la disposizione delle seconde masse di rilevamento 25a'-25b' garantisce una sostanziale simmetria della struttura complessiva rispetto all’asse di simmetria delle piazzole di collegamento 2d, semplificando ulteriormente il disegno delle connessioni elettriche.

La figura 5 mostra una variante realizzativa del giroscopio 30, che differisce da quella mostrata in figura 4, in quanto le seconde masse di rilevamento 25a'-25b' sono allineate lungo il primo asse orizzontale x, anziché lungo il secondo asse orizzontale y. Anche in questo caso, valgono comunque le stesse considerazioni svolte precedentemente; in particolare, tale configurazione consente intuitivamente di incrementare ulteriormente la simmetria della struttura di rilevamento rispetto all’asse di simmetria delle piazzole di contatto 2d.

La presente richiedente ha verificato che la suddetta disposizione delle prime e seconde masse di rilevamento 16a'-16d', 25a'-25b' consente inoltre di ottimizzare lo sfruttamento dello spazio disponibile nel giroscopio per il rilevamento delle velocità angolari.

L’area disponibile per la realizzazione delle strutture di rilevamento, coincidente con la regione aperta 2c definita dalla cornice 2b del die 2, ha infatti solitamente forma quadrata (come mostrato in figura 4 ed in figura 6), o rettangolare. La disposizione delle prime masse di rilevamento 16a'-16d' lungo direzioni inclinate rispetto ai lati della cornice 2b ed agli assi orizzontali x, y consente di aumentare le dimensioni e massimizzare la sensibilità delle stesse prime masse di rilevamento, sfruttando per il rilevamento le aree a maggiore distanza dall’asse di rotazione di azionamento.

In maggiore dettaglio, e come mostrato in figura 6, che raffigura in maniera semplificata la sola area disponibile (regione aperta 2c) del giroscopio 30 ed una prima massa di rilevamento (ad esempio la prima massa di rilevamento 16a'), la conformazione delle prime masse di rilevamento 16a'-16d' può in questo caso essere modificata in modo da migliorare lo sfruttamento dello spazio disponibile in direzione radiale, fino ad avvicinarsi agli spigoli interni della cornice 2b. In maniera non illustrata, viene in tal caso modificata anche la conformazione della massa di azionamento 3, all’interno del cui ingombro sono alloggiate le masse di rilevamento.

In particolare, viene illustrata con linea continua una variante realizzativa della prima massa di rilevamento 16a', avente in questo caso una forma genericamente romboidale estendentisi verso uno spigolo interno della cornice 2b, e baricentro G' collocato ad un braccio bc' dai primi elementi elastici di supporto 20. Nella stessa figura 6 viene illustrata con linea tratteggiata, al solo fine di agevolare un confronto tra le diverse soluzioni realizzative, una prima massa di rilevamento di tipo tradizionale (ad esempio la prima massa di rilevamento 16b di figura 1), avente la forma, precedentemente descritta, a settore radiale. La prima massa di rilevamento 16b di tipo tradizionale presenta baricentro G collocato ad un braccio bcdai rispettivi primi elementi elastici di supporto 20. Entrambe le prime masse di rilevamento illustrate sono collocate ad una stessa distanza radiale d tra i rispettivi primi elementi elastici di supporto 20 ed il centro O.

Tale confronto evidenzia come il braccio bcdella massa di rilevamento tradizionale abbia valore visibilmente inferiore rispetto al braccio bc' ottenibile nella nuova configurazione. In particolare, aumentare la distanza del baricentro G' delle prime masse di rilevamento 16a'-16d' dal centro O permette di incrementare la velocità di azionamento v<r>

aavvertita dalle stesse prime masse di rilevamento (a pari angolo di rotazione della massa di azionamento 3), e quindi di aumentare la forza di Coriolis Fc', essendo la stessa forza direttamente proporzionale alla velocità di azionamento v<r>

a. Inoltre, poiché la forza di Coriolis Fc' viene applicata con un braccio bc' maggiore, il valore del risultante momento torcente aumenta.

Inoltre, tale configurazione consente di avere a disposizione una maggiore superficie per gli elettrodi di rilevamento 22, 23. In generale, à ̈ dunque evidente come tale configurazione consenta, con opportune scelte progettuali, di ottenere un notevole incremento della sensibilità del rilevamento.

La presente richiedente ha inoltre verificato che la suddetta disposizione delle prime e seconde masse di rilevamento 16a'-16d', 25a'-25b' consente di ottenere, utilizzando un’opportuna configurazione dell’interfaccia elettronica di lettura, un ulteriore incremento della sensibilità del giroscopio 30.

In dettaglio, il giroscopio 30, mostrato nelle figure 4 e 5, ha la peculiarità di avere gli assi di rilevamento nel piano del sensore xy (coincidenti con la prima e la seconda direzione diametrale x1, x2di allineamento delle prime masse di rilevamento 16a'-16d') inclinati dell’angolo α rispetto agli assi orizzontali x e y intorno ai quali<r>agiscono la velocità angolare Ωx(di pitch) e la velocità<r>

angolare Ωy(di roll).

Anziché prevedere di assemblare il die 2 ruotato di un corrispondente angolo α a livello di package o di board, cosa che consentirebbe in maniera evidente di orientare nuovamente gli assi di rilevamento secondo le direzioni di pitch e roll originarie (cioà ̈ gli assi orizzontali x e y), un ulteriore aspetto della presente invenzione prevede di combinare opportunamente a livello dell’interfaccia elettronica di lettura i segnali di rilevamento provenienti dalle prime masse di rilevamento 16a'-16d'. In particolare, tali segnali di rilevamento vengono combinati in modo da riottenere, a partire dalle variazioni capacitive associate agli spostamenti delle stesse prime masse di rilevamento 16a'-16d', uscite in tensione relative alle direzioni di pitch e roll originarie (cioà ̈ agli assi orizzontali x e y).

In dettaglio, si considera per semplicità il caso in cui la velocità angolare da rilevare intorno al primo o secondo asse orizzontale x, y abbia valore unitario:

Ωx=1 °/s; Ωy=1 °/s

ed ogni coppia di prime masse di rilevamento 16a'-16d' abbia sensibilità S unitaria:

<mV mV>

<S>x<=1 ;>Sy =1

°/s°/s

In maniera intuitiva, nel caso di una configurazione tradizionale (ad esempio del tipo illustrato in figura 1, avente prime masse di rilevamento 16a-16d allineate lungo gli assi orizzontali x, y), si avrebbero in uscita dall’interfaccia elettronica di lettura i seguenti valori di tensione:

Vout,x=1mV; Vout,y=1mV

dove con Vout,xsi indica la tensione in uscita relativa alla prima coppia di prime masse di rilevamento 16a-16b allineate lungo il primo asse orizzontale x, e con Vout,ysi indica la tensione in uscita relativa alla seconda coppia di prime masse di rilevamento 16c-16d allineate lungo il secondo asse orizzontale y (nella soluzione tradizionale).

In particolare, come descritto precedentemente, una velocità angolare (di pitch o di roll) intorno ad uno degli assi orizzontali x, y determinerebbe uno sbilanciamento capacitivo di una sola coppia di prime masse di rilevamento 16a-16d (in particolare la coppia allineata intorno allo stesso asse orizzontale).

Al contrario, nella nuova configurazione illustrata in figura 4 o in figura 5, una velocità angolare (di pitch o di roll) intorno ad uno degli assi orizzontali x, y determina uno sbilanciamento capacitivo di entrambe le coppie di prime masse di rilevamento 16a'-16b' e 16c'-16d', in quanto esse risultano sensibili alle proiezioni delle velocità angolari di pitch e roll lungo le direzioni diametrali x1e x2, e tali proiezioni presentano valore non nullo per entrambe le coppie. A parità di geometria e distanza dal centro O delle prime masse di rilevamento 16a'-16d', si ottengono in tal caso le seguenti tensioni di uscita complessive per gli assi orizzontali x, y:

<1 1>Vout,x =Vout,x1+Vout,x2=mV+mV=2mV

2 2

<1 1>Vout,y =Vout,x1+Vout,x2=mV+mV=2mV

2 2

dove con Vout,x1e Vout,x2si indicano le tensioni in uscita relative alla prima e, rispettivamente, alla seconda coppia di prime masse di rilevamento 16a'-16d', allineate, rispettivamente, lungo la prima e la seconda direzione diametrale x1, x2.

Pertanto, sebbene lo sbilanciamento capacitivo delle singole prime masse di rilevamento riferito ad una data velocità angolare sia minore di un fattore 1/ 2 rispetto al corrispondente sbilanciamento in una configurazione tradizionale, risulta possibile sommare (tramite un’interfaccia di lettura appositamente configurata) i contributi di tutte le quattro prime masse di rilevamento riferiti alla stessa velocità angolare, e di fatto ottenere un incremento globale della sensibilità del giroscopio 30 di un fattore 2.

La figura 7 illustra un dispositivo elettronico 40 comprendente il giroscopio microelettromeccanico 30 precedentemente descritto. Il dispositivo elettronico 40 può vantaggiosamente essere utilizzato in una pluralità di sistemi elettronici, ad esempio in sistemi di navigazione inerziale, in sistemi automotive o in sistemi di tipo portatile, quali ad esempio: un PDA (Personal Digital Assistant); un computer portatile; un telefono cellulare; un riproduttore di audio digitale; una foto- o videocamera; o ulteriori sistemi in grado di elaborare, memorizzare, trasmettere e ricevere segnali ed informazioni.

Il dispositivo elettronico 40 comprende inoltre un circuito di azionamento 41, operativamente accoppiato al gruppo di azionamento 4 per impartire il movimento di azionamento rotatorio alla massa di azionamento 3, e fornire segnali di polarizzazione alle strutture microelettromeccaniche (in modo di per sé noto, qui non illustrato in dettaglio); un circuito di lettura 42, operativamente accoppiato agli elettrodi di rilevamento 22, 23 delle prime e seconde masse di rilevamento, per rilevare l’entità degli spostamenti delle stesse masse di rilevamento e quindi determinare le velocità angolari agenti sulla struttura; ed un’unità elettronica di controllo 44, ad esempio a microprocessore, collegata al circuito di lettura 42, ed atta a sovrintendere al funzionamento generale del dispositivo elettronico 40, ad esempio sulla base delle velocità angolari rilevate e determinate. In particolare, il circuito di lettura 42 include la suddetta interfaccia elettronica di lettura, atta a combinare in modo opportuno i segnali di uscita relativi alle singole prime masse di rilevamento, al fine di incrementare la sensibilità del rilevamento, come precedentemente descritto.

I vantaggi del giroscopio microelettromeccanico realizzato secondo la presente invenzione emergono in maniera evidente dalla descrizione precedente.

In ogni modo, si sottolinea nuovamente il fatto che la configurazione delle masse di rilevamento consente di ottimizzare lo sfruttamento dell’area disponibile per il rilevamento, di incrementare la sensibilità del sensore e di migliorare l’uniformità delle caratteristiche elettriche e la robustezza del sistema ai disturbi. Più in generale, tale configurazione consente di migliorare le caratteristiche e le prestazioni elettriche del giroscopio microelettromeccanico.

Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, à ̈ evidente che la nuova configurazione delle prime masse di rilevamento può essere vantaggiosamente prevista per un giroscopio solamente biassiale, non sensibile cioà ̈ a velocità angolari di yaw (e quindi privo delle seconde masse di rilevamento 25a'-25b').

Per specifiche esigenze di progetto, il valore dell’angolo α potrebbe differire dal valore descritto, ed essere ad esempio compreso tra 40° e 50°. Gli angoli di inclinazione delle due coppie di prime masse di rilevamento 16a'-16d' rispetto al primo asse orizzontale x possono anche non essere uguali tra loro, le due coppie di prime masse di rilevamento avendo comunque inclinazione opposta rispetto allo stesso primo asse orizzontale x, ma in questo caso non essendo più simmetriche rispetto al secondo asse orizzontale y; inoltre, le due direzioni diametrali x1e x2possono eventualmente non essere tra loro ortogonali.

Inoltre, le piazzole di contatto 2d possono estendersi lungo una differente direzione, ad esempio lungo il secondo asse orizzontale y.

In modo di per sé noto, lo spostamento delle masse di rilevamento può essere determinato con tecnica diversa da quella capacitiva, ad esempio mediante il rilevamento di una forza magnetica.

Inoltre, il momento torcente per far oscillare la massa di azionamento con movimento rotatorio può essere generato in maniera differente, ad esempio mediante elettrodi “parallel-plate†, oppure attuazione magnetica.

Più in generale, à ̈ evidente che la configurazione di alcuni elementi strutturali del giroscopio può essere differente. Ad esempio, la massa di azionamento 3 può avere una forma differente, diversa da quella circolare, quale una forma genericamente poligonale chiusa, così come può essere differente la forma della cornice 2b del die 2. Oppure, può essere prevista una differente disposizione dei primi elementi elastici di ancoraggio della massa di azionamento 3 (comunque in grado di realizzare il disaccoppiamento della stessa massa di azionamento dal moto di rilevamento), o dei secondi elementi elastici di supporto 28 (comunque tali da consentire il movimento radiale delle masse di rilevamento del secondo tipo); inoltre, può essere prevista una differente configurazione degli elettrodi di rilevamento associati alle masse di rilevamento del primo e del secondo tipo.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura integrata microelettromeccanica (30), caratterizzata dal fatto di comprendere: una piastrina (2), includente un substrato (2a) ed una cornice (2b) definente al suo interno una regione di rilevamento (2c) ed avente un primo lato estendentesi lungo un primo asse orizzontale (x); una massa di azionamento (3), ancorata a detto substrato (2) tramite elementi elastici di ancoraggio (8a, 8b), disposta in detta regione di rilevamento (2c), e atta ad essere ruotata in un piano (xy) con un movimento di azionamento intorno ad un asse verticale (z); una prima (16a', 16b') ed una seconda (16c', 16d') coppia di prime masse di rilevamento, sospese all’interno di, e accoppiate a, detta massa di azionamento (3) tramite rispettivi elementi elastici di supporto (20) così da essere ad essa solidali in detto movimento di azionamento ed effettuare un movimento di rilevamento di rotazione al di fuori di detto piano (xy) in risposta ad una prima<r>velocità angolare (Ωx); le prime masse di rilevamento di detta prima coppia (16a', 16b') e le prime masse di rilevamento di detta seconda coppia (16c', 16d') essendo allineate lungo rispettive direzioni (x1, x2), aventi inclinazioni non nulle e di segno opposto rispetto a detto primo asse orizzontale.
2. 2. Struttura secondo la rivendicazione 1, in cui dette prime masse di rilevamento di detta prima coppia (16a', 16b') sono allineate lungo una prima direzione (x1) inclinata rispetto a detto primo asse orizzontale (x) di un angolo (α), e dette prime masse di rilevamento di detta seconda coppia (16c', 16d') sono allineate lungo una seconda direzione (x2) inclinata dello stesso angolo (α), da parte opposta rispetto a detto primo asse orizzontale (x).
3. 3. Struttura secondo la rivendicazione 2, in cui detto angolo (α) ha un valore sostanzialmente pari a 45°, e dette prima e seconda direzione (x1, x2) sono tra loro sostanzialmente ortogonali.
4. 4. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una pluralità di piazzole di contatto (2d) estendentisi lungo detto primo lato di detta cornice (2b) in maniera simmetrica rispetto ad un secondo asse orizzontale (y); in cui ciascuna di dette prime masse di rilevamento di detta prima coppia (16a', 16b') à ̈ disposta simmetricamente ad una corrispondente di dette prime masse di rilevamento di detta seconda coppia (16d', 16c') rispetto a detto secondo asse orizzontale (y).
5. 5. Struttura secondo la rivendicazione 4, in cui a ciascuna di dette prime masse di rilevamento di detta prima (16a', 16b') e seconda (16c', 16d') coppia sono associati rispettivi elettrodi di rilevamento (22, 23) atti a formare condensatori di rilevamento, e connessioni elettriche tra detti rispettivi elettrodi di rilevamento (22, 23) e rispettive di dette piazzole di contatto (2d); in cui connessioni elettriche associate a dette prime masse di rilevamento di detta prima coppia (16a', 16b') sono disposte simmetricamente a corrispondenti connessioni elettriche associate a dette prime masse di rilevamento di detta seconda coppia (16c', 16d'), rispetto a detto secondo asse orizzontale (y).
6. 6. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta cornice (2b) ha un secondo lato estendentesi lungo un secondo asse orizzontale (y) e definente uno spigolo con detto primo lato; in cui almeno una prima massa di rilevamento (16a') di dette prima e seconda coppia à ̈ conformata in modo da estendersi fino in prossimità di detto spigolo, lungo una rispettiva tra dette prima e seconda direzione (x1, x2).
7. 7. Struttura secondo la rivendicazione 6, in cui detta almeno una prima massa di rilevamento (16a') presenta una forma genericamente romboidale, allungata lungo detta rispettiva tra dette prima e seconda direzione (x1, x2).
8. 8. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima velocità<r r> angolare (Ωx, Ωy) à ̈ applicata in uso intorno a detto primo asse orizzontale (x), coincidente con un primo asse di rilevamento di detta struttura (30).
9. 9. Struttura secondo la rivendicazione 8, di tipo biassiale, in cui dette prime masse di rilevamento di dette prima (16a', 16b') e seconda (16c', 16d') coppia sono inoltre atte ad effettuare detto movimento di rilevamento di rotazione al di fuori di detto piano (xy) in risposta ad<r> una seconda velocità angolare (Ωy), applicata in uso intorno ad un secondo asse orizzontale (y), ortogonale a detto primo asse orizzontale (x) e coincidente con un secondo asse di rilevamento di detta struttura (30).
10. 10. Struttura secondo la rivendicazione 9, di tipo triassiale, comprendente inoltre una coppia di seconde masse di rilevamento (25a', 25b'), sospese all’interno di, ed accoppiate a, detta massa di azionamento (3) tramite rispettivi elementi elastici di supporto (28), in modo da essere ad essa solidali in detto movimento di azionamento e da effettuare un movimento di rilevamento lineare in detto piano (xy) in risposta ad una ulteriore velocità angolare<r>(Ωz) applicata in uso intorno a detto asse verticale (z); in cui dette seconde masse di rilevamento (25a', 25b') sono allineate lungo uno tra detto primo (x) e secondo (y) asse orizzontale.
11. 11. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta cornice (2b) presenta una forma genericamente quadrata o rettangolare, con primi lati paralleli a detto primo asse orizzontale (x) e secondi lati paralleli ad un secondo asse orizzontale (y), ortogonale a detto primo asse orizzontale (x).
12. 12. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta massa di azionamento (3) definisce centralmente uno spazio vuoto (6) ed à ̈ ancorata a detto substrato (2) in corrispondenza di un primo ancoraggio (7a) disposto al centro (O) di detto spazio vuoto (6) tramite primi elementi elastici di ancoraggio (8a) estendentesi all’interno di detto spazio vuoto (6), ed inoltre in corrispondenza di ulteriori ancoraggi (7b) disposti esternamente a detta massa di azionamento (3), tramite ulteriori elementi elastici di ancoraggio (8b); in cui detti elementi elastici di supporto (6) e detti primi (8a) ed ulteriori (8b) elementi elastici di ancoraggio sono configurati in modo tale che detta massa di azionamento (3) sia disaccoppiata da dette prime masse di rilevamento (16a'-16d') in detto movimento di rilevamento di rotazione al di fuori di detto piano (xy).
13. 13. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dette prime masse di rilevamento (16a'-16d') presentano una conformazione tale da avere un baricentro (G') posizionato ad una distanza dall’asse di rotazione di detto movimento di rilevamento di rotazione al di fuori di detto piano (xy), maggiore rispetto al baricentro (G) di una qualsiasi massa di rilevamento avente forma rettangolare, inscrivibile all’interno di detta massa di azionamento (3) e supportata da rispettivi elementi elastici di supporto per la rotazione intorno a detto asse di rotazione.
14. 14. Dispositivo elettronico (40) comprendente una struttura integrata microelettromeccanica (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ed inoltre uno stadio di lettura (42), operativamente accoppiato a detta struttura (30).
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, in cui detto stadio di lettura (42) à ̈ collegato a dette piazzole di contatto (2d) per ricevere segnali elettrici da ciascuna di dette prime masse di rilevamento (16a'-16d'), ed à ̈ configurato in modo da combinare detti segnali elettrici e generare una prima ed una seconda grandezza elettrica di uscita (Vout,x, Vout,y), che sono funzione rispettivamente di<r>una prima velocità angolare (Ωx) applicata intorno a detto primo asse orizzontale (x) e di una seconda velocità<r> angolare (Ωy) applicata intorno ad un secondo asse orizzontale (y), ortogonale a detto primo asse orizzontale (x).