振动微机械角速度传感器及其操作方法技术

公开了一种传感器结构和一种用于操作角速度的振动传感器的方法，其中振动传感器包括旋转质量块(103)和两个线性移动质量块(101、102)。传感器结构包括两个T形杆(218、219)，每个T形杆与两个线性移动质量块(101、102)耦接并且耦接至旋转质量块(103)。T形杆(218、219)使得旋转质量块(103)和两个线性移动质量块(101、102)能够被激励进入反相位主模式，在反相位主模式下旋转质量块(103)的角动量的方向与线性移动质量块(101、102)的角动量的方向相反。旋转质量块(103)和线性移动质量块(101、102)的角动量在很大程度上彼此抵消，使得结构的角动量的总和非常小。与例如平行相位主模式的其他可能的主模式的标称频率相比，反相位主模式的标称频率明显低。

Vibration micromechanical angular velocity sensor and its operation method

A sensor structure and a method for operating the angular velocity vibration sensor are disclosed, wherein the vibration sensor comprises a rotary mass block (103) and two linear moving mass blocks (101, 102). The sensor structure consists of two T rods (218, 219), each of which is coupled to two linear moving mass blocks (101, 102) and coupled to a rotating mass block (103). T bar (218, 219) of the rotating mass (103) and two linear moving mass (101, 102) can be propelled into the anti phase mode, the main mode in anti phase rotating mass (103) angular momentum direction and linear moving mass (101, 102). The angular momentum in the opposite direction. The angular momentum of the rotating mass block (103) and the linear mass mass (101, 102) counteracts each other to a large extent, making the sum of the angular momentum of the structure very small. The nominal frequency of the anti phase master mode is significantly lower than the nominal frequency of other possible main modes, such as the parallel phase master mode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】振动微机械角速度传感器及其操作方法
本专利技术涉及用于测量角速度的测量装置，特别涉及独立权利要求1的前序部分中所限定的角速度的振动传感器。本专利技术还涉及微机械陀螺仪元件，尤其涉及能够测量具有两个或三个自由度的角速度的陀螺仪元件。本专利技术还涉及独立权利要求11的前序部分中所限定的用于操作角速度的振动传感器的方法。
技术介绍
国际专利申请公布WO2009/127782提出了用于测量相对于两个或三个轴的角速度的微机电MEMS传感器。它具有三个质量块：一个旋转质量块和两个线性振动(seismic)质量块。线性振动质量块用柔性弹簧耦接至旋转质量块。线性振动质量块被激励成振动，并且旋转质量块跟随线性振动质量块的方向，使得从旋转质量块和两个线性质量块得到的角动量总是相互具有相同的方向，在顺时针与逆时针之间改变。术语线性移动质量块、直线移动质量块或简单线性质量块是指质量块的预期的线性主移动，而不是质量块的形式或形状。线性移动质量块意在被激励成沿着轴的线性主振荡运动，而不是围绕旋转轴的旋转主运动。使用角速度的振动传感器测量角速度或角速率(角速度矢量的绝对值)已知是简单且可靠的构思。在角速度的振动传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于角速度的振动传感器的结构，所述振动传感器至少包括旋转质量块和两个线性移动质量块，其特征在于，所述结构包括：‑两个T形杆，每个T形杆通过柔性弹簧耦接至所述两个线性移动质量块和所述旋转质量块，其中，所述T形杆使得所述旋转质量块和所述两个线性移动质量块能够被激励进入反相位主模式，其中，所述旋转质量块的相对于所述结构的几何中心的角动量的方向与所述线性移动质量块的角动量的方向相反。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.15 FI 201553541.一种用于角速度的振动传感器的结构，所述振动传感器至少包括旋转质量块和两个线性移动质量块，其特征在于，所述结构包括：-两个T形杆，每个T形杆通过柔性弹簧耦接至所述两个线性移动质量块和所述旋转质量块，其中，所述T形杆使得所述旋转质量块和所述两个线性移动质量块能够被激励进入反相位主模式，其中，所述旋转质量块的相对于所述结构的几何中心的角动量的方向与所述线性移动质量块的角动量的方向相反。2.根据权利要求1所述的用于角速度的振动传感器的结构，其中，所述两个T形杆对称地位于所述旋转质量块的第一相对侧。3.根据权利要求2所述的用于角速度的振动传感器的结构，其中，所述线性移动质量块对称地位于所述旋转质量块的第二相对侧。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于角速度的振动传感器的结构，还包括：-激励装置，所述激励装置用于激励所述两个线性移动质量块进入所述装置的平面内的线性主振荡运动；并且-其中，所述两个T形杆被配置成将所述两个线性移动质量块的线性主振荡运动传递成所述旋转质量块的旋转主运动，所述旋转主运动发生在所述装置的平面内。5.根据权利要求4所述的用于角速度的振动传感器的结构，其中，主运动包括以下中的至少一个：-所述线性主振荡运动被配置成分别沿着两个平行第一轴发生，其中，所述两个线性移动质量块被配置成以相反相位移动，并且其中，所述两个平行第一轴以非零距离分开，以及-所述旋转质量块的旋转主运动被配置成围绕垂直于所述装置的平面的第二轴发生。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于角速度的振动传感器的结构，其中，-耦接至所述旋转质量块和所述线性移动质量块的所述T形杆的端部形成等腰三角形；并且-每个T形杆包括在第一杆的长度的大致中间处附接至所述第一杆的第二杆；并且/或者-所述第二杆与所述第一杆以90度的角度附接。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于角速度的振动传感器的结构，其中，所述T形杆还使得所述旋转质量块和所述两个线性移动质量块能够被激励进入平行相位主模式，在所述平行相位主模式下所述旋转质量块的角动量的方向与所述线性移动质量块的角动量的方向相同。8.根据权利要求7所述的用于角速度的振动传感器的结构，其中，所述反相位主模式的标称频率低于所述平行相位主模式的标称频率。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于角速度的振动传感器的结构，其中，所述反相位主模式具有小于所述旋转质量块和所述两个线性移动质量块的角动量的绝对值之和的5％的总角动量。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的用于角速度的振动传感器的结构，还包括：-两个支承框架，所述两个支承框架中的每个非柔性地耦接至第一悬挂结构，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤良隆，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP