一种基于反射式斜向莫尔条纹位移检测的微机械陀螺及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于反射式斜向摩尔条纹位移检测的微机械陀螺及其实现方法，属于光学检测领域。该机构由结构层和基底构成。结构层上的敏感移动梳齿和基底上的敏感固定梳齿构成一组测量光栅对，在光源照射下，产生几何干涉，形成莫尔条纹。敏感移动梳齿在科氏力作用下移动，莫尔条纹也会成比例的发生相应的移动，通过后续的信号处理模块可以读取莫尔条纹移动的数目，由该数目求得外界输入的角速度。该发明专利技术的有益效果是：１）采用非接触测量，因而对被测表面不会造成破坏；２）测量速度高；３）检测精度高，能够检测到ｎｍ尺寸下的位移；４）与电学方法相比较，不会给系统引入未知的静电力，从而造成系统刚度的变化，有利于系统性能的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反射式斜向莫尔条纹位移检测的微机械陀螺及其实现方法所属领域本专利技术涉及， 属于光学检测领域。
技术介绍
陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天 和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。目前使用MEMS技术的微机械陀螺的基本工 作原理都是基于科氏(Coriolis)力效应，即转动坐标系中的运动物体会受到与速度方向 垂直的惯性力的作用。科氏力与转动角速度成正比，通过检测科氏力得到转动系统的角速 度。而微机械陀螺敏感方式包括电容检测、压阻检测和压电检测等。在实际应用中，由于电 容检测方法不受湿度等因素的影响，并具有较高的检测灵敏度，因此，电容检测的方案在微 机械陀螺中采用最多，如专利申请号为200610114485，专利技术名称为“一种电容式全解耦水平 轴微机械陀螺”的专利公开了一种电容式检测的微机械陀螺。但是基于电容检测方式有如下不足1)微机械电容式陀螺的电容量小(几PF左右)，变化量更小，提取如此小的电容 变化信号，对配套电路要求非常高；2)检测电路会引入电路噪声，而噪声的引入会制约陀 螺精度的进一步提升；3)采用电容检测方法时，由于提取的是微弱信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反射式斜向莫尔条纹位移检测的微机械陀螺，其特征在于：包括结构层（１）和基底（２），结构层（１）和基底（２）材料均为半导体材料；所述结构层（１）包括质量块（９）、挠性梁（７）、驱动装置和敏感移动梳齿（５）；质量块（９）通过挠性梁（７）悬置于基底（２）的锚点（８）之上，质量块（９）上连接有驱动装置，驱动装置在ｙ方向，即陀螺的驱动方向上产生驱动力，从而带动质量块（９）沿ｙ方向运动；敏感移动梳齿（５）也连接在质量块（９）上，它与置于基底（２）上的敏感固定梳齿（４）相应，两者在ｘｏｙ平面上的投影成一定的角度θ重叠，０＜θ≤１°；同时敏感移动梳齿（５）在ｚ方向的最低点高于敏感固定梳齿（４）的最高点...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苑伟政，谢中建，常洪龙，付乾炎，吕湘连，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87