内外分立的双电极分布式微陀螺仪及其制备方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微机电
的微型陀螺仪，具体地，涉及一种内外分立的双电极分布式微陀螺仪及其制备方法。
技术介绍
陀螺仪是一种能够检测载体角度或角速度的惯性器件，在姿态控制和导航定位等领域有着非常重要的作用。随着国防科技和航空、航天工业的发展，惯性导航系统对于陀螺仪的要求也向低成本、小体积、高精度、多轴检测、高可靠性、能适应各种恶劣环境的方向发展。因此，MEMS微陀螺的重要性不言而喻。特别地，微型半球谐振陀螺仪作为MEMS微陀螺的一个重要研究方向，已经成为该领域的一个研究热点。对于微型陀螺仪而言，采用全角度控制技术，具有稳定性高、抗冲击能力强、精度高、误差小等优越特性，在航空航天、惯性导航以及民用消费电子等领域具有广泛的应用前景。目前设计的陀螺仪的电极数量较少，限制了其在复杂控制系统中的应用；并且一般的陀螺仪只有一个面上的一套电极，驱动、检测及控制电极之间存在一定的寄生电容及信号干扰，限制了其检测精度。基于此，迫切需要提出一种新的陀螺仪结构，使其避免或减小上述影响因素，同时扩展其应用范围。经检索，公开号为CN104165623A、申请号为201410389616...
【技术保护点】
一种内外分立的双电极分布式微陀螺仪，其特征在于，包括：单晶硅基底、中心固定支撑柱、微型谐振子、外电极、内电极和玻璃基底；其中：所述外电极为多个，多个外电极均匀分布在微型谐振子的外侧，构成均匀分布式外电极，同时所述外电极设置于所述单晶硅基底的表面或者玻璃基底的表面；所述内电极为多个，多个内电极均匀分布在微型谐振子的内侧，构成均匀分布式内电极，同时所述内电极设置于所述单晶硅基底的表面或者玻璃基底的表面；所述中心固定支撑柱的一端与所述单晶硅基底连接，所述中心固定支撑柱的另一端与所述微型谐振子连接；所述单晶硅基底与所述玻璃基底键合；所述微型谐振子作为所述微陀螺仪的振动体，所述外电极...
【技术特征摘要】
1.一种内外分立的双电极分布式微陀螺仪，其特征在于，包括：单晶硅基底、中心固定支撑柱、微型谐振子、外电极、内电极和玻璃基底；其中：所述外电极为多个，多个外电极均匀分布在微型谐振子的外侧，构成均匀分布式外电极，同时所述外电极设置于所述单晶硅基底的表面或者玻璃基底的表面；所述内电极为多个，多个内电极均匀分布在微型谐振子的内侧，构成均匀分布式内电极，同时所述内电极设置于所述单晶硅基底的表面或者玻璃基底的表面；所述中心固定支撑柱的一端与所述单晶硅基底连接，所述中心固定支撑柱的另一端与所述微型谐振子连接；所述单晶硅基底与所述玻璃基底键合；所述微型谐振子作为所述微陀螺仪的振动体，所述外电极和所述内电极用于所述微陀螺仪的驱动、检测及控制。2.根据权利要求1所述的一种内外分立的双电极分布式微陀螺仪，其特征在于，所述微陀螺仪工作在角速率模式下时，施加交流驱动信号，在所述微型谐振子上施加直流偏置信号，均匀分布式外电极通过静电力使所述微型谐振子工作在所需的驱动模态下，驱动模态的振动幅值和频率保持不变；当垂直于单晶硅基底方向存在外加角速度时，检测模态的振动幅值会发生变化，该振动幅值的大小与外加角速度的大小成正比，同时引起均匀分布式外电极与所述微型谐振子之间的电容发生变化；通过采集均匀分布式外电极上的信号变化计算检测模态振动幅值的大小，进而计算外加角速度的大小。3.根据权利要求1所述的一种内外分立的双电极分布式微陀螺仪，其特征在于，所述微陀螺仪采集均匀分布式内电极上的信号变化计算检测模态振动幅值的大小，进而计算外加角速度的大小，从而减小均匀分布式外电极之间的寄生电容，提高检测精度。4.根据权利要求1所述的一种内外分立的双电极分布式微陀螺仪，其特征在于，所述微陀螺仪在均匀分布式内电极上施加交流驱动信号，并在均匀分布式外电极或均匀分布式内电极上采集检测信号，提供不同的驱动、检测及控制方式。5.根据权利要求1所述的一种内外分立的双电极分布式微陀螺仪，其特征在于，通过均匀分布式内电极上的信号变化判断所述微陀螺仪的工作状态，在非正常工作状态下，通过控制算法在部分所述均匀分布式内电极上施加控制信号，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张卫平，欧彬，唐健，刘朝阳，孙殿竣，邢亚亮，陈畅，崔峰，成宇翔，赵万良，刘瑞鑫，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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