微陀螺仪以及微陀螺仪的操作方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪，具有基底和第一和第二传感器装置，每个传感器装置包括至少一个平行于基底的驱动模块；至少一个锚固件，驱动模块借助于其与基底相连；至少一个锚固件与驱动模块之间的锚固弹簧，驱动模块借助于其沿X轴线方向能够线性移位地且沿Y轴线和Z轴线方向不动地安装；驱动元件，驱动模块借助于其能够沿X轴线方向振荡驱动；至少一个传感器模块，传感器模块借助于弹簧连至驱动模块，以使传感器模块沿Y方向能够移位地且沿X方向和Z方向不动地连至驱动模块；以及用于检测传感器模块Y轴线方向偏转的传感元件。两个传感器装置彼此平行且在Z轴线方向彼此上下安置，第一和第二驱动模块借助于连接弹簧相连。

【技术实现步骤摘要】
微陀螺仪以及微陀螺仪的操作方法
本专利技术涉及用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪。
技术介绍
已知常见的微陀螺仪，其中多个相同的传感器装置彼此相邻地安置并且传感器装置的驱动模块彼此相连。由于一般来说设置多个传感器模块并且当转速发生时偏转，因此提供相对于仅一个传感器装置的可靠的数据获取。通过比较两个传感器模块的测量值，能够得出关于所获测量信号的正确性的结论。所述类型微陀螺仪的缺点在于在基底上彼此相邻地安置两个传感器装置需要大的安装空间。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供这样的微陀螺仪，所述微陀螺仪可靠起作用并且能提供富余的测量结果，允许得出测量正确性结论并且附加地同时仅要求小安装空间。该目的通过具有权利要求1特征的微陀螺仪以及相应的微陀螺仪的操作方法实现。根据本专利技术的用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪包括基底以及第一和第二传感器装置。每个传感器装置具有至少一个平行于基底安置的驱动模块以及至少一个锚固件，所述驱动模块借助于该锚固件与所述基底相连。借助于至少一个在锚固件与驱动模块之间安置的锚固弹簧，驱动模块沿X轴线方向能够线性移位地并且沿Y轴线和Z轴线方向不动地安装。还设置有驱动元件与至少一个传感器模块，借助于所述驱动元件驱动模块能够沿X轴线方向以振荡的方式被驱动，所述传感器模块借助于弹簧与驱动模块相连以使得所述传感器模块沿X方向和Z方向不动地并且沿Y方向能够移位地连接到驱动模块。传感器模块沿Y轴线方向的偏转通过传感元件检测。根据本专利技术，所述两个传感器装置彼此平行地并且沿Z轴线方向彼此上下地安置。第一传感器装置的驱动模块(其在本申请文件中称为第一驱动模块)和第二传感器装置的驱动模块(其在本申请文件中称为第二驱动模块)借助于连接弹簧彼此连接。当转速出现时，通过同步地驱动两个传感器装置的驱动模块也将使得两个传感元件的传感器模块的同步偏转。同每个传感器模块关联的传感元件因此输出相同的信号。如果信号不匹配，则能得出例如传感器发生损坏或传感器受到碰撞的结论。接收的信号必须随即被校正或弃用。本专利技术的显著优点在于传感器模块在也安置驱动模块的X-Y平面内偏转。对于该传感器不需要X-Y平面外部的安装空间。除了根据本专利技术的微陀螺仪在基底上所需的小面积之外，借助于微陀螺仪这里可实现非常低的安装高度。安置第一和第二传感器装置的两个平面彼此间能够非常接近，这是因为没有部件从所述平面移出。因此根据本专利技术的传感器构造非常紧凑，但是由此产生的测量依旧可靠。第一和第二驱动模块优选地在基底上与相同的锚固件相连。因为第一和第二传感器装置的驱动模块采用至少部分相同的安装件，所以也可实现紧凑的设计。可以说，一个锚固件因此沿Z方向在多个平面上延伸。所述锚固件在一端同基底相连并且允许传感器装置单独的驱动模块在离基底不同的距离处安置。然而，每个传感器装置当然能够具有专有的安装件和锚固件。在本专利技术一有利实施例中，所述传感元件为电极对，其中一个电极以静止方式连接到基底上，并且另一个电极安置在能够沿Y轴线方向移位的传感器模块上。从而静止的电极能够在基底与第一传感器装置之间、在第一与第二传感器装置之间和/或在第二传感器装置与在第二传感器装置之上安置的附加层(例如微陀螺仪的盖)之间静止并安置。当传感器模块相对彼此反相操作时，特别有利的是第一传感器装置的电极对具有与第二传感器装置的电极对相反的极性。在Z转速出现时模块发生相反的移位的情况中，在两个传感器模块彼此沿相反方向偏转后，有利的是每个电极对也具有相反的极性。这导致了基本上地彼此相关的可比信号，以便显示传感器模块的正确偏转。为了获得根据本专利技术微陀螺仪的进一步改进，附加的传感器装置也能同第一和第二传感器装置关联。因此有利地，微陀螺仪包括与第一和第二传感器装置同样构造的第三和第四传感器装置。所述第三和第四传感器装置能在第一和第二传感器装置的任一上再次安置，这样不止是设置两个平面而是设置传感器装置的多个平面。然而，特别有利的是第三和第四传感器装置在第一和第二传感器装置的平面内安置。基底上传感器装置所需的面积确实因此增加，但是信号的获取以及驱动模块的驱动因而得到简化。要么额外的转速能够通过附加的传感器装置捕捉，要么尤其有利的是能够实现传感信号的进一步检验以及传感器额外的耐用性。尤其是第一和第二传感器装置借助于连接弹簧连接到第三和第四传感器装置这种情况。在一个平面内彼此相邻安置的传感器模块因此相同或相反地振荡，并且彼此对角安置的驱动模块能够被驱动以相同或相反地振荡，也就是说同相或反相地振荡。由此获得多个能够彼此比较或区分的传感器信号，以这样的方式微陀螺仪的精度显著增加。在根据本专利技术用于操作根据前述微陀螺仪一个或多个特征的微陀螺仪的方法中，确定了绕Z轴线的转速。根据本专利技术，一个在另外一个上安置并且具有驱动元件的驱动模块被驱动以同相振荡。当基底绕Z轴线转动时，传感器模块借助科氏力随后在相关联的驱动模块的平面内以反相振荡的形式被偏转。微陀螺仪的反相操作特别稳定并且基本上没有内部干扰。因此获得非常明确的传感器信号。对于四个传感器装置的情况，如果在一个平面中彼此相邻安置的驱动模块以及传感器模块被反相地移位也是有利的。所述操作模式也保证了非常可靠的传感信号。附图说明本专利技术更多的优点在接下来示意性的实施例中描述。示出了：图1为第一传感器装置的示意性俯视图，图2为第二传感器装置的示意性俯视图，图3为通过图1的第一传感器装置以及图2的第二传感器装置的示意性剖视图，图4为另一个传感器装置的示意性俯视图，图5为图4的剖视图。具体实施方式图1显示了第一传感器装置1的示意性俯视图。第一传感器装置1包括框架形驱动模块1.2，所述驱动模块借助锚固弹簧1.3与锚固件40连接。锚固件40反过来连接到驱动模块1.2下方的基底(未示出)。驱动模块1.2通过诸如梳状电极的驱动元件(未示出)被驱动以沿X方向振荡/振动。在驱动模块1.2的框架内部安置有传感器模块1.5。传感器模块1.5借助于弹簧1.6同驱动模块1.2连接。虽然锚固弹簧1.3允许驱动模块1.2沿X方向的移位，但是所述驱动模块沿Y方向和Z方向被刚性/不动地构造，弹簧1.6设计成其实际上使得传感器模块1.5与驱动模块1.2一起沿X方向移动，但是当科氏力(Coriolisforce)出现时允许传感器模块1.5沿Y方向偏转。弹簧1.6沿Z方向也是刚性/不动的，因此传感器模块1.5仅在X-Y平面内能够移位。为了捕捉传感器模块1.5沿Y方向的移位，设置传感器电极1.7和1.8。传感器电极1.7和1.8具有相反的极性，例如，其中传感器电极1.7为正极而传感器电极1.8为负极。传感器模块1.5距相应电极的距离由于传感器模块1.5沿Y方向的移位而变化，借此产生信号变化。所述信号发生变化后，得出绕Z转速的结论、即微陀螺仪或在上面安装锚固件40的基底已经绕Z轴线旋转。在驱动模块1.2上安置有连接弹簧1.9以及连接件10。附图1的第一传感器装置1借助于连接弹簧1.9以及连接件10与附图2的第二传感器装置2相连，(所述连接弹簧以及所述连接件)在驱动模块1.2的两侧都这样设置。特别地，连接件10将连接弹簧1.9与连接弹簧2.9连接。连接弹簧2.9反过来连接到第二传感器装置2的驱动模块2.2的框架上。驱动模块2.2也与四个锚固弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪，所述微陀螺仪包括基底，以及第一和第二传感器装置（1、2），其中每个传感器装置（1、2）包括：至少一个平行于所述基底安置的驱动模块（1.2、2.2），至少一个锚固件（40），所述驱动模块（1.2、2.2）借助于所述锚固件与所述基底相连，至少一个在所述锚固件（40）与所述驱动模块（1.2、2.2）之间安置的锚固弹簧（1.3、2.3），所述驱动模块（1.2、2.2）借助于所述锚固弹簧沿X轴线方向能够直线移位地并且沿Y轴线和Z轴线方向不动地安装，驱动元件，所述驱动模块（1.2、2.2）借助于所述驱动元件能够沿X轴线方向以振荡的方式被驱动，至少一个传感器模块（1.5、2.5），所述传感器模块借助于弹簧（1.6、2.6）与所述驱动模块（1.2、2.2）相连，以使得所述传感器模块沿Y方向能够移位地并且沿X方向和Z方向不动地连接至所述驱动模块（1.2、2.2），以及用于检测所述传感器模块（1.5、2.5）沿Y轴线方向偏转的传感器元件，其特征在于，所述两个传感器装置（1、2）彼此平行地且沿Z轴线方向彼此上下地安置，并且第一和第二驱动模块（1.2、2.2）借助于连接弹簧（1.9、2.9）彼此相连。...

【技术特征摘要】
2011.12.23 DE 102011057032.21.一种用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪，所述微陀螺仪包括基底，以及第一和第二传感器装置(1、2)，其中每个传感器装置(1、2)包括：至少一个平行于所述基底安置的驱动模块(1.2、2.2)，至少一个锚固件(40)，所述驱动模块(1.2、2.2)借助于所述锚固件与所述基底相连，至少一个在所述锚固件(40)与所述驱动模块(1.2、2.2)之间安置的锚固弹簧(1.3、2.3)，所述驱动模块(1.2、2.2)借助于所述锚固弹簧沿X轴线方向能够直线移位地并且沿Y轴线和Z轴线方向不动地安装，驱动元件，所述驱动模块(1.2、2.2)借助于所述驱动元件能够沿X轴线方向以振荡的方式被驱动，至少一个传感器模块(1.5、2.5)，所述传感器模块借助于弹簧(1.6、2.6)与所述驱动模块(1.2、2.2)相连，以使得所述传感器模块沿Y方向能够移位地并且沿X方向和Z方向不动地连接至所述驱动模块(1.2、2.2)，以及用于检测所述传感器模块(1.5、2.5)沿Y轴线方向偏转的传感器元件，其特征在于，所述两个传感器装置(1、2)彼此平行地且沿Z轴线方向彼此上下地安置，并且第一和第二驱动模块(1.2、2.2)借助于连接弹簧(1.9、2.9)彼此相连。2.如权利要求1所述的用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪，其特征在于，所述第一和第二驱动模块(1.2、2.2)在所述基底上连接至相同的锚固件(40)。3.如权利要求1或2所述的用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪，其特征在于，所述第一和第二驱动模块(1.2、2.2)分别为包围所述传感器模块(1.5、2.5)的框架。4.如权利要求1或2所述的用于确定绕Z轴线转速的微陀螺仪，其特征在于，所述传感元件为电极对(1.7、1.8；2.7、2.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历桑德鲁·罗基，阿道夫·詹巴斯蒂亚尼，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：