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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于惯性角速度检测,更具体地说,是涉及一种硅微陀螺仪。
技术介绍
1、硅微陀螺仪是一种测量旋转角速度的mems惯性传感器,这种传感器采用了mems加工工艺,具有微型化、低成本、高集成度、高可靠性和可批量生产等优点,被广泛的应用于航空航天、汽车导航、工业控制以及消费电子等领域,具有广泛的应用前景和应用价值。
2、硅微陀螺仪通常与微加速度计组合应用在小型惯性测量单元(imu)中。由于传统的硅微陀螺仪一般为z轴陀螺仪,用以偏航角速率检测,若imu要实现俯仰角速率及滚动角速率的同时检测,需要将z轴陀螺仪垂直放置才可以实现。此种放置方式导致惯性测量单元的体积增加,不利于微惯性系统的小型化。另外,现有的硅微陀螺仪大多数普遍存在检测灵敏度低、检测信号信噪比差、共模干扰信号抑制能力差等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种硅微陀螺仪,旨在解决现有技术中硅微陀螺仪的共模干扰信号抑制能力较差,检测灵敏度和信噪比较低,导致整体检测精度较低的问题。
2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:
3、提供一种硅微陀螺仪,包括:
4、基板;
5、质量单元,包括沿x轴依次分布的两组质量模组,两组所述质量模组之间通过第一弹性耦合梁连接,所述质量模组的中心区具有中空的安装区,所述安装区内设有第一弹性模组,所述第一弹性模组将所述质量模组连接于所述基板;
6、驱动单元,包括围设于所述质量单元外周的多组驱动模组,相邻的两
7、检测单元,设于所述质量单元和所述基板之间,并连接于所述基板,所述检测单元用于检测所述质量模组在x轴的角速率,并转换成电信号输出。
8、在一种可能的实现方式中,所述质量模组包括沿x轴间隔分布的两个质量块,两个所述质量块通过连接臂连接,所述第一弹性模组沿y轴位于所述连接臂的一侧,并分别连接于两个所述质量块。
9、在一种可能的实现方式中,所述驱动模组通过第二弹性耦合梁沿y轴与对应的所述质量模组连接。
10、在一种可能的实现方式中,所述第一弹性模组包括:
11、第一弹性件,包括弹性框架和设于所述弹性框架内的第一弹性梁,所述弹性框架连接于所述质量模组;以及
12、第一固定锚点,连接于所述第一弹性梁,用于将所述第一弹性梁固定于所述基板。
13、在一种可能的实现方式中,所述驱动模组以y轴为对称轴设有两组,且每组所述驱动模组包括两组以x轴为对称轴镜像对称设置的驱动模块,两组所述驱动模块之间通过第三弹性模组连接。
14、在一种可能的实现方式中,所述驱动模组包括:
15、驱动框架,具有多个驱动区,多个所述驱动区沿x轴和/或y轴分布;以及
16、多个驱动梳齿,与所述驱动区一一对应设置,所述驱动梳齿设于所述驱动区内,并连接于所述驱动框架。
17、本专利技术提供的硅微陀螺仪的有益效果在于:与现有技术相比,本专利技术硅微陀螺仪中每个质量模组的中心部均通过第一弹性模组连接于基板,驱动单元围设于质量单元的外周,并通过第二弹性模组连接于基板。对驱动模组施加激励电压信号,在静电力的作用下,两组驱动模组沿x轴反向运动,从而使两组质量模组以第一弹性模组为基点,沿y轴做扭转简谐运动,且两组质量模组的扭转方向相反。质量模组在沿y轴做扭转简谐运动时,若外界有绕x轴的惯性角速率输入,此时质量模组在哥氏力的作用下将产生沿z轴的检测位移,质量模组以第一弹性模组(y轴)为转轴转动,且两组所述质量模组的转动方向相反,从而检测x轴的角速率。驱动模组围设于质量单元的外周,实现了质量单元在x轴和y轴均分布有驱动模组,能够布置更多驱动电极,产生更强的驱动力,驱动力增大能产生更大的检测灵敏度,使得检测精度提高。本专利技术的质量模组的中心部设置第一弹性模组,两组驱动模组之间通过第二弹性模组连接,能够有效抑制质量模组在检测运动和驱动运动过程中的干扰模态频率,增强各部件间的耦合性,提升整体结构的一致性,进而提高检测精度。
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1.硅微陀螺仪,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的硅微陀螺仪,其特征在于,所述质量模组包括沿X轴间隔分布的两个质量块,两个所述质量块通过连接臂连接,所述第一弹性模组沿Y轴位于所述连接臂的一侧,并分别连接于两个所述质量块。
3.如权利要求1所述的硅微陀螺仪,其特征在于,所述驱动模组通过第二弹性耦合梁沿Y轴与对应的所述质量模组连接。
4.如权利要求1所述的硅微陀螺仪,其特征在于,所述第一弹性模组包括:
5.如权利要求1所述的硅微陀螺仪,其特征在于,所述驱动模组以Y轴为对称轴设有两组,且每组所述驱动模组包括两组以X轴为对称轴镜像对称设置的驱动模块,两组所述驱动模块之间通过第三弹性模组连接。
6.如权利要求1所述的硅微陀螺仪,其特征在于,所述驱动模组包括:
【技术特征摘要】
1.硅微陀螺仪,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的硅微陀螺仪,其特征在于,所述质量模组包括沿x轴间隔分布的两个质量块,两个所述质量块通过连接臂连接,所述第一弹性模组沿y轴位于所述连接臂的一侧,并分别连接于两个所述质量块。
3.如权利要求1所述的硅微陀螺仪,其特征在于,所述驱动模组通过第二弹性耦合梁沿y轴与对应的所述质量模组连接。...
【专利技术属性】
技术研发人员:张志勇,王宁,陈鹏旭,罗蓉,李静轩,陈琳,
申请(专利权)人:河北美泰电子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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