The invention discloses a four mass mass coupled MEMS gyroscope, which relates to the field of microcomputer gyroscopes. A four mass coupled MEMS gyroscope, including four mass, each block was divided into four units completely symmetrical; the quality of each block is mainly composed of a driving frame (19) and (20) a detection framework four driver framework (19) is driven by a coupling spring (21) interconnection and the two adjacent detection framework (20) by detecting the coupling spring (3) interconnect, each of the drive frame (19) and (20) through the detection framework between the drive spring (7) interconnection. The invention provides a four mass coupled MEMS gyroscope, the structure of the drive and detection quality coupling at the same time in order to overcome the disadvantages of high driving voltage, so as to improve the sensor performance requirements for circuit.
【技术实现步骤摘要】
一种四质量块耦合微机电陀螺仪
本专利技术涉及微机陀螺仪领域,尤其是一种四质量块耦合微机电陀螺仪。
技术介绍
随着微机械技术的发展,近年来已经有越来越多的MEMS器件实现了商用甚至军用。其中,MEMS惯性传感器在汽车电子、惯性导航和便携设备中取得了很大的成功。MEMS陀螺仪本质上是通过科里奥利效应实现的角速度传感器。它将质量块的受力(即科氏力)与外加角速度联系在一起,再通过胡克定律和二阶动态系统将受力转化为位移,并且使用一定的位移检测机构实现对角速度的检测。MEMS陀螺仪通常包含线性振动或者角振动的质量块、检测质量块以及相应的驱动和检测装置。为了实现对于各种外部共模干扰(比如振动、加速度和机械冲击)的抑制,MEMS陀螺仪通常有偶数个驱动和检测质量块,并且通常呈对称结构。其中,相邻的质量块运动方向都相反,从而实现差分效果,并且四质量块结构对于各种共模机械干扰有更好的抑制效果。另外一项抑制共模干扰的方式就是将检测质量块通过弹簧耦合在一起,这样就可以在不同检测质量块的参数(主要是弹性系数)出现失配的情况下大幅度降低它们检测位移的失配。但是由于常见的MEMS工艺流程只能形成平面结构,如果选择将检测质量块耦合在一起就会造成驱动质量块无法耦合,也就降低了等效驱动品质因数,从而需要更大的驱动电压才能实现相同的驱动幅度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种四质量块耦合微机电陀螺仪,驱动和检测质量同时耦合的结构以克服驱动电压较高的缺点,从而改善传感器对于电路部分的性能要求。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:一种四质量块耦合微机电陀螺仪,包括四 ...
【技术保护点】
一种四质量块耦合微机电陀螺仪,包括四个质量块,其特征在于:每个质量块被划分为完全对称的四个单元;每一个质量块主要由驱动框架(19)和检测框架(20)构成,四个驱动框架(19)通过驱动耦合弹簧(21)互连,上排的两个相邻检测框架(20)通过检测耦合弹簧(3)互连下排的两个相邻检测框架连接关系与上排相同,每对驱动框架(19)和检测框架(20)之间通过驱动弹簧(7)互连。
【技术特征摘要】
1.一种四质量块耦合微机电陀螺仪,包括四个质量块,其特征在于:每个质量块被划分为完全对称的四个单元;每一个质量块主要由驱动框架(19)和检测框架(20)构成,四个驱动框架(19)通过驱动耦合弹簧(21)互连,上排的两个相邻检测框架(20)通过检测耦合弹簧(3)互连下排的两个相邻检测框架连接关系与上排相同,每对驱动框架(19)和检测框架(20)之间通过驱动弹簧(7)互连。2.根据权利要求1所述的一种四质量块耦合微机电陀螺仪,其特征在于:每个质量块被划分为完全对称的四个单元,其中每个单元把包括:驱动电极(1)、自检电极(2)、检测耦合弹簧(3)、驱动检测电极(4)、正交误差补偿电极(5)、交叉结构(6)、驱动弹簧(7)、检测电极(14)、框架(15)、检测弹簧(17)、共用弹簧(18)和驱动耦合弹簧(21)。3.根据权利要求1所述的一种四质量块耦合微机电陀螺仪,其特征在于:所述的驱动电极(1)和自检电极(2)采用差分方式排布;检测弹簧(17)的一端与框架(15)的检测框架(20)连接,另一端连接锚点(12);检测耦合弹簧(3)一端与相邻检测框架的检测耦合弹簧相串联,另一端连接检测框架(20);驱动耦合弹簧(21)一端与相邻驱动框架的驱动耦合弹簧相串联,另一端连接驱动框架(19);共用弹簧(18)的一端与驱动框架(19)连接,另一端连接锚点(12);驱动弹簧(7)连接驱动框架(19)和检测框架(20);正交误差补偿电极(5)与驱动质量块形成阶梯结构。4.根据权利要求3所述的一种四质量块耦合微机电陀螺仪...
【专利技术属性】
技术研发人员:梁冰,杨荣彬,
申请(专利权)人:成都振芯科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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