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一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置制造方法及图纸

技术编号:23701867 阅读:43 留言:0更新日期:2020-04-08 10:34
本发明专利技术属于微惯性导航仪器测量仪器仪表零部件的技术领域,具体涉及一种基于四路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置。所述面内检测MEMS陀螺装置包括至少一个键合基板、至少一个微陀螺结构、至少一个磁阻基板、及隧道磁阻器件;隧道磁阻器件通过敏感到回折形通电线圈产生的正弦磁场变化,自身阻值发生剧烈改变,进而实现对微陀螺科氏力的检测。此装置整体结构设计合理紧凑,创新性的通过结合相反性能隧道磁阻元件、多路差分电压输出实现对微弱磁场变化高灵敏检测,整体结构设计合理、简单,能够有效的避免外磁干扰,且可以减小由于集成造成的误差。

An in-plane MEMS gyroscope based on four bridge tunnel magnetoresistance element

【技术实现步骤摘要】
一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置
本专利技术属于微惯性导航仪器测量仪器仪表零部件的
,具体涉及一种基于四路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置。
技术介绍
微陀螺是用于测量角速率的传感器,是微惯性技术的核心器件之一,在现代工业控制、航空航天、国防军事、消费电子等领域发挥着重要作用。目前,微机械陀螺常用的驱动方式有静电式、压电式、电磁式等。静电驱动优点是稳定性好,但其驱动幅值小,且易发生失稳效应;压电驱动优点是精度高、误差小,但其对陀螺结构设计要求高,不易加工制作;电磁驱动具有稳定性好、驱动幅值大等诸多优点。微机械陀螺常用的检测方式有压阻式、压电式、电容式、共振隧穿式、电子隧道效应式等。压阻效应检测,灵敏度较低,温度系数大,限制了检测精度的进一步提高;压电效应检测的灵敏度易漂移,需要经常校正,归零慢,不宜连续测试;电容检测采用梳齿结构,位移分辨率较高,电容结构适用于MEMS工艺加工,但随着进一步微型化,梳齿电压容易击穿,横向冲击时也会吸合失效,对梳齿的制造工艺精度要求极高,成品率较低,制约该方向的发展;共振隧穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置,其特征在于,所述面内检测MEMS陀螺装置包括至少一个键合基板、至少一个微陀螺结构、至少一个磁阻基板、及隧道磁阻器件;/n所述键合基板内四周侧设置有凹槽,所述凹槽内壁两周侧对应位置分别设置用于提供磁场的第一驱动磁体、及第二驱动磁体,在所述键合基板的中心位置设置所述微陀螺结构,所述微陀螺结构具有提供稳幅振荡的回折形通电线圈,在所述微陀螺结构上方中心设置所述磁阻基板,在所述磁阻基板上设置采用四路桥路实现差分电压输出的隧道磁阻器件。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置,其特征在于,所述面内检测MEMS陀螺装置包括至少一个键合基板、至少一个微陀螺结构、至少一个磁阻基板、及隧道磁阻器件;
所述键合基板内四周侧设置有凹槽,所述凹槽内壁两周侧对应位置分别设置用于提供磁场的第一驱动磁体、及第二驱动磁体,在所述键合基板的中心位置设置所述微陀螺结构,所述微陀螺结构具有提供稳幅振荡的回折形通电线圈,在所述微陀螺结构上方中心设置所述磁阻基板,在所述磁阻基板上设置采用四路桥路实现差分电压输出的隧道磁阻器件。


2.根据权利要求1所述一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置,其特征在于,所述隧道磁阻器件包括正相关隧道磁阻元件、负相关隧道磁阻元件、电源正极引脚、电源负极引脚、差分电压输出引脚,所述电源正极引脚、电源负极引脚与外部电源连接;
所述正相关隧道磁阻元件、负相关隧道磁阻元件、电源正极引脚、电源负极引脚、差分电压输出引脚构成四路的桥路差分电路,并通过差分电压输出引脚将检测信号输出。


3.根据权利要求2所述一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置,其特征在于,每一路桥路包含一个正相关隧道磁阻元件和一个负相关隧道磁阻元件,且每一路桥路中的正相关隧道磁阻元件、负相关隧道磁阻元件位于回折形通电线圈相邻的两根导线之间。


4.根据权利要求1所述一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置,其特征在于,所述微陀螺结构包括至少一个支撑框架、至少一个驱动质量块、至一个检测质量块;
所述支撑框架为一个用于支撑驱动质量块、检测质量块的框架体结构,并所述支撑框架的框体空间内部设置所述微陀螺结构,在所述支撑框架内设置所述驱动质量块、检测质量块,在所述支撑框架上沉积有驱动电极、驱动反馈电极、回折形通电线圈电极。


5.根据权利要求4所述一种基于四桥路隧道磁阻元件的面内检测MEMS陀螺装置,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张瑞秦世洋李孟委金丽
申请(专利权)人:中北大学
类型:发明
国别省市:山西;14

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