陀螺仪制造技术

本申请实施例涉及陀螺仪技术领域，特别涉及一种陀螺仪，包括：衬底，衬底上设置有：Z轴检测结构，Z轴检测结构包括沿第一方向对称设置的2个Z轴质量块；联动部件，联动部件用于驱动2个Z轴质量块反向移动，以产生电容变化，联动部件包括：4个L型刚性梁，4个L型刚性梁合围成第一容纳区，Z轴质量块位于第一容纳区内，其中，在第一方向上正对的两个L型刚性梁的长轴通过第一耦合连接件相连，L型刚性梁的短轴与正对的Z轴质量块的侧壁相连。本申请实施例有利于提高陀螺仪的检测精度。提高陀螺仪的检测精度。提高陀螺仪的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
陀螺仪


[0001]本申请实施例涉及陀螺仪领域，特别涉及一种陀螺仪。

技术介绍

[0002]陀螺仪是用于测量物体在X轴、Y轴以及Z轴运动角速度的惯性器件，目前，MEMS(Micro Electro Mechanical systems，微电子机械系统)陀螺仪的应用较为普遍。MEMS陀螺仪是基于微机电工艺制造的惯性器件，具有体积小，可靠性高，成本低廉，适合大批量生产的特点。目前，MEMS陀螺仪主要为电容谐振式陀螺仪，即通过驱动电容机械结构使质量块在驱动模态上振动，再通过检测由于科里奥利力导致的质量块在不同方向上运动而引起的电容变化，并将电容变化转换为角速度。
[0003]然而，目前的陀螺仪存在检测精度不高的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种陀螺仪，至少有利于提高陀螺仪的检测精度。
[0005]为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种陀螺仪，包括：衬底，衬底上设置有：Z轴检测结构，Z轴检测结构包括沿第一方向对称设置的2个Z轴质量块；联动部件，联动部件用于驱动2个Z轴质量块反向移动，以产生电容变化，所联动部件包括：4个L型刚性梁，4个L型刚性梁合围成第一容纳区，Z轴质量块位于第一容纳区内，其中，在第一方向上正对的两个L型刚性梁的长轴通过第一耦合连接件相连，L型刚性梁的短轴与正对的Z轴质量块的侧壁相连。
[0006]另外，衬底上还设置有：X轴检测结构以及位于X轴检测结构外周的Y轴检测结构，X轴检测结构与Y轴检测结构沿第二方向活动连接，X轴检测结构包括X轴质量块，X轴质量块具有中空区域，X轴质量块的中空区域的中心设置有第一锚点，Z轴检测结构位于X轴质量块的中空区域，且Z轴质量块绕第一锚点对称设置，并通过第一连接梁与第一锚点连接，L型刚性梁的转角处通过弹性部件与X轴质量块连接，且L型刚性梁的短轴通过第二连接梁分别与正对的Z轴质量块的侧壁相连。
[0007]另外，还包括：驱动部件，驱动部件沿第一方向对称分布于Y轴检测结构的两侧，且驱动部件与Y轴检测结构通过第三连接梁连接，驱动部件用于产生驱动电容并沿第二方向做往复运动，以驱动Y轴检测结构沿第一方向做线运动，其中，第二方向与第一方向垂直。
[0008]另外，还包括：2个固定锚点，固定锚点位于X轴质量块的中空区域，且固定锚点绕第一锚点对称设置，固定锚点通过第四连接梁分别与X轴质量块中沿第二方向相对的两个侧壁连接。
[0009]另外，所述衬底上还设置有：位于第一容纳区内的X轴检测结构、Y轴检测结构以及驱动部件，Y轴检测结构位于X轴检测结构外周，X轴检测结构与Y轴检测结构沿第二方向活动连接，驱动部件沿第一方向对称分布于Y轴检测结构的两侧，且驱动部件与Y轴检测结构通过第三连接梁连接，L型刚性梁的转角处固定于衬底上，驱动部件具有第二容纳区，Z轴检
测结构位于第二容纳区，位于Z轴质量块同一侧的L型刚性梁的短轴通过第二耦合连接件相连，且第二耦合连接件还与正对的Z轴质量块相连，Z轴质量块朝向Y轴检测结构的侧壁通过第一检测梁与驱动部件连接。
[0010]另外，驱动结构包括第一驱动质量块以及第二驱动质量块，第二容纳区位于第一驱动质量块以及第二驱动质量块之间，且Z轴质量块远离Y轴检测结构的侧壁通过第三耦合连接件分别与第一驱动质量块以及第二驱动质量块连接。
[0011]另外，Z轴质量块具有中心容纳区，Z轴检测结构还包括：第一固定梳齿，第一固定梳齿位于Z轴质量块的中心容纳区，第一固定梳齿用于：当Z轴质量块相对于第一固定梳齿移动时产生电容变化。
[0012]另外，第一耦合连接件为U型梁，U型梁的两个端部分别与L型刚性梁的长轴端部相连，且U型梁朝向第一容纳区凸出。
[0013]另外，Y轴检测结构包括：Y轴质量块，Y轴质量块位于衬底上方，Y轴质量块具有中空区域，X轴检测结构位于Y轴质量块的中空区域；Y轴固定电极，Y轴固定电极设置于衬底表面，且与Y轴质量块的相对的两个侧边区域正对。
[0014]另外，X轴质量块位于衬底上方，X轴检测结构包括：X轴固定电极，X轴固定电极设置于衬底表面，并与X轴质量块的相对的两个侧边区域正对。
[0015]本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：
[0016]本申请实施例提供的测试系统的技术方案中，包括：Z轴检测结构，Z轴检测结构包括沿第一方向排布且对称设置的2个Z轴质量块；联动部件，联动部件用于驱动2个Z轴质量块反向移动，以产生电容变化，联动部件包括：4个L型刚性梁，4个L型刚性梁合围成第一容纳区，Z轴检测结构位于第一容纳区，其中，在第一方向上正对的两个L型刚性梁的长轴通过第一耦合连接件相连，第一耦合连接件一方面使得L型刚性梁可以在平面内旋转，另一方面起到耦合作用，使得2个L型刚性梁分别朝相反的方向旋转，从而带动Z轴质量块朝相反的方向移动。L型刚性梁的设置使得Z中质量块可以在平面内平动，并且，由于2个Z轴质量块分对称设置，因此，当Z轴质量块朝相反的方向平动时，可以产生大小相等符号相反的两个电容变化量，消除应力等因素引起的零点偏移，从而可以提高对Z轴角速度的检测精度。
附图说明
[0017]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0018]图1为本申请一实施例提供的陀螺仪的一种俯视结构示意图；
[0019]图2为本申请一实施例提供的陀螺仪的另一种俯视结构示意图；
[0020]图3位本申请另一实施例提供的陀螺仪的一种俯视结构示意图。
具体实施方式
[0021]由
技术介绍
可知，目前的陀螺仪存在检测精度欠高的问题。
[0022]分析发现，导致目前的陀螺仪的检测精度欠高的原因之一在于，目前，对于电容谐振式陀螺仪而言，主要是通过检测质量块在科里奥利力的作用下，沿检测方向运动而引起的电容变化，再将电容变化转换为角速度，从而完成陀螺仪对角速度的检测。目前在检测Z
轴角速度时，通常是通过Z轴检测结构中的2个Z轴质量块在平面内做反向运动，以产生电容变化，然而，2个Z轴质量块在做反向平动时，难以保证2个Z轴质量块做对称的反向平动，导致难以消除由于应力等因素引起的零点偏移，因此，可能会导致陀螺仪的检测精度不高的问题。
[0023]本申请实施例提供一种陀螺仪，包括：在Z轴质量块外周设置联动部件，用于驱动2个Z轴质量块反向移动，以产生电容变化，联动部件包括：4个L型刚性梁，4个L型刚性梁合围成第一容纳区，位于Z轴质量块外周，其中，在第一方向上正对的两个L型刚性梁的长轴通过第一耦合连接件相连，L型刚性梁的短轴与正对的Z轴质量块的侧壁相连，L型刚性梁的设置使得Z轴质量块可以在平面内对称地反向平动，即可以产生大小相等符号相反的两个电容变化量，即产生2个差分检测电容，可以消除应力等因素引起的零点偏移，从而可以提高对Z轴角速度的检测精度，进而改善陀螺仪整体的检测精度。
[0024]下面将结合附图对本申请的各实施例进行详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陀螺仪，其特征在于，包括：衬底，所述衬底上设置有：Z轴检测结构，所述Z轴检测结构包括沿第一方向对称设置的2个Z轴质量块；联动部件，所述联动部件用于驱动2个所述Z轴质量块反向移动，以产生电容变化，所述联动部件包括：4个L型刚性梁，4个L型刚性梁合围成第一容纳区，所述Z轴质量块位于所述第一容纳区内，其中，在所述第一方向上正对的两个L型刚性梁的长轴通过第一耦合连接件相连，所述L型刚性梁的短轴与正对的所述Z轴质量块的侧壁相连。2.根据权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于，所述衬底上还设置有：X轴检测结构以及位于所述X轴检测结构外周的Y轴检测结构，所述X轴检测结构与所述Y轴检测结构沿第二方向活动连接，所述X轴检测结构包括X轴质量块，所述X轴质量块具有中空区域，所述X轴质量块的中空区域的中心设置有第一锚点，所述Z轴检测结构位于所述X轴质量块的中空区域，且所述Z轴质量块绕所述第一锚点对称设置，并通过第一连接梁与所述第一锚点连接，所述L型刚性梁的转角处通过弹性部件与所述X轴质量块连接，且所述L型刚性梁的短轴通过第二连接梁分别与正对的所述Z轴质量块的侧壁相连。3.根据权利要求2所述的陀螺仪，其特征在于，还包括：驱动部件，所述驱动部件沿第一方向对称分布于所述Y轴检测结构的两侧，且所述驱动部件与所述Y轴检测结构通过第三连接梁连接，所述驱动部件用于产生驱动电容并沿第二方向做往复运动，以驱动所述Y轴检测结构沿第一方向做线运动，其中，所述第二方向与所述第一方向垂直。4.根据权利要求2所述的陀螺仪其特征在于，还包括：2个固定锚点，所述固定锚点位于所述X轴质量块的中空区域，且所述固定锚点绕所述第一锚点对称设置，所述固定锚点通过第四连接梁分别与所述X轴质量块中沿第二方向相对的两个侧壁连接。5.根据权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于，所述衬底上还设置有：位于所述第一容纳区内的X轴检测结构、Y轴检测结构以及驱动部件，所述Y轴检测结构位于所述X轴检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄占喜，周宁宁，
申请(专利权)人：绍兴圆方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：