回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，包括一個頂端四角含正方體突出的回柱形諧振子、四個在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近沿諧振子側(cè)面分布的驅(qū)動電極、四個在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近沿諧振子側(cè)面分布的檢測電極，四個驅(qū)動電極的空間位置與四個檢測電極互相垂直。本發(fā)明利用回柱形諧振子的驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)互相匹配進(jìn)行工作；給回柱形諧振子上的兩個驅(qū)動電極施加交流電壓，由逆壓電效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生回柱形諧振子在驅(qū)動模態(tài)振動；當(dāng)存在輸入角速度時，回柱形諧振子的振型向檢測模態(tài)轉(zhuǎn)變，利用檢測電極處壓電正效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生的敏感信號，經(jīng)外圍電路處理得到輸入角速度信號。
【專利說明】回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微機(jī)電【技術(shù)領(lǐng)域】的固體波動模態(tài)匹配陀螺，具體地，涉及一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺。
【背景技術(shù)】
[0002]陀螺儀是一種能夠敏感載體角度或角速度的慣性器件，在姿態(tài)控制和導(dǎo)航定位等領(lǐng)域有著非常重要的作用。隨著國防科技和航空、航天工業(yè)的發(fā)展，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對于陀螺儀的要求也向低成本、小體積、高精度、多軸檢測、高可靠性、能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的方向發(fā)展。基于MEMS技術(shù)的微陀螺儀采用微納批量制造技術(shù)加工，其成本、尺寸、功耗都很低，而且環(huán)境適應(yīng)性、工作壽命、可靠性、集成度與傳統(tǒng)技術(shù)相比有極大的提高，因而MEMS微陀螺已經(jīng)成為近些年來MEMS技術(shù)廣泛研究和應(yīng)用開發(fā)的一個重要方向。
[0003]固體波是固體中的一種機(jī)械波動，把固體中某一點或部分受力或其他原因的擾動引起的形變，如體積形變或剪切形變，以波動的形式傳播到固體的其他部分。在波動傳播過程中，固體中的質(zhì)點除在它原來的位置上有微小的振動外，并不產(chǎn)生永久性的位移。因為固體有彈性，彈性力有使擾動引起的形變恢復(fù)到無形變的狀態(tài)的能力，于是形成波動。彈性是固體中能形成波動的主要原因。
[0004]經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Mochida Y, Tamura M, Ohwada K在Sensors andActuators A:Physical 的 2000 年 80(2)期的第 170-178 頁發(fā)表的 A micromachinedvibrating rate gyroscope with independent beams for the drive and detectionmodes文章中，提到了一種以彈簧質(zhì)量系統(tǒng)為原理的微陀螺，這種陀螺主要通過利用兩個旋轉(zhuǎn)振蕩模式對ζ軸的角速度進(jìn)行檢測。當(dāng)位于X軸的驅(qū)動電極輸入信號時，器件被激勵，沿X軸振蕩，在科里奧利力的作用下，器件產(chǎn)生沿I軸的振蕩。通過位于I軸的檢測電極產(chǎn)生輸出信號對Z軸的角速度進(jìn)行檢測。
[0005]此技術(shù)存在如下不足:該彈簧質(zhì)量系統(tǒng)微陀螺諧振體的結(jié)構(gòu)脆弱，限制了其在很多必須在抗沖擊條件下的應(yīng)用；陀螺的加工工藝比較復(fù)雜，加工成本較高，不適合大批量生產(chǎn)；陀螺驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)頻率分裂較大，致使陀螺的帶寬較大，品質(zhì)因數(shù)很難提高；陀螺噪聲較大，產(chǎn)生的信號較小，不便于提高檢測的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，該陀螺有較小的尺寸、較大的帶寬、抗沖擊能力好、在大氣壓或者接近大氣壓下維持高的Q值，簡化了陀螺儀的封裝從而降低了制造成本。
[0007]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，包括:
[0008]一個頂端四角含正方體突出的回柱形諧振子；
[0009]四個在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近，沿回柱形諧振子側(cè)面分布的驅(qū)動電極；[0010]四個在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近，沿回柱形諧振子側(cè)面分布的檢測電極；
[0011]其中:驅(qū)動電極根據(jù)驅(qū)動方法的不同與回柱形諧振子接觸或非接觸，檢測電極根據(jù)檢測方法的不同與回柱形諧振子接觸或非接觸，且四個驅(qū)動電極的空間位置與四個檢測電極的空間位置互相垂直。
[0012]優(yōu)選地，所述回柱形諧振子于底部即與含四個正方形突出的頂部面相對的平面施加固定，或于所述回柱形諧振子四個側(cè)壁即與頂面和底面相異的平面垂直中心線上施加固定。
[0013]優(yōu)選地，所述回柱形諧振子的材料為PZT或多晶硅，當(dāng)回柱形諧振子為PZT時使用壓電效應(yīng)進(jìn)行驅(qū)動和檢測，當(dāng)回柱形諧振子為多晶硅時使用電容感應(yīng)效應(yīng)進(jìn)行驅(qū)動和檢測。
[0014]優(yōu)選地，四個所述驅(qū)動電極的材料為金屬，在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近、沿諧振子側(cè)面、互相平行地呈2*2陣列式分布，用于激勵回柱形諧振子產(chǎn)生驅(qū)動模態(tài)振型。
[0015]優(yōu)選地，四個所述檢測電極的材料為金屬，在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近、沿諧振子側(cè)面、互相平行地呈2*2陣列式分布且與四個驅(qū)動電極在空間上互相垂直，用于檢測垂直于回柱形諧振子底面平面方向即ζ軸方向的角速度引起的回柱形諧振子上電壓變化或回柱形諧振子與檢測電極上由于電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生的電容變化。
[0016]優(yōu)選地，四個所述驅(qū)動電極中的兩個相對的驅(qū)動電極被施加交流電壓時，由逆壓電效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生回柱形諧振子在驅(qū)動模態(tài)振動；當(dāng)存在輸入角速度時，回柱形諧振子的振型向檢測模態(tài)轉(zhuǎn)變，利用檢測電極處壓電正效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生的敏感信號進(jìn)行信號檢測；上述驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)互相匹配。
[0017]本發(fā)明利用回柱形諧振子的特殊模態(tài)即驅(qū)動模態(tài)與檢測模態(tài)模態(tài)匹配作為參考振動，在該模態(tài)下回柱形諧振子頂端四角上的正方體突出沿回形四邊方向振動；通過在四個驅(qū)動電極中的一對驅(qū)動電極上施加正弦交流電壓，由逆壓電效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生回柱形諧振子在驅(qū)動模態(tài)振動；當(dāng)有垂直于回柱形諧振子底面平面的角速度輸入時，在科氏力的作用下，回柱形諧振子的諧振方式會從驅(qū)動模態(tài)向檢測模態(tài)變化，檢測模態(tài)的沿回形四邊方向諧振振幅與輸入角速度的大小成正比；通過檢測回柱形諧振子的四個檢測電極上的電壓或四個檢測電極與回柱形諧振子間感應(yīng)電容的變化，就可檢測出垂直于回柱形諧振子底面平面角速度的大小。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0019]1、利用回柱形諧振器寬度方向的運(yùn)動作為驅(qū)動和檢測模態(tài)，諧振器剛度較大，具有較好的抗沖擊性；
[0020]2、回柱形結(jié)構(gòu)對稱性好、模態(tài)之間頻率差小，能夠增大陀螺的增益，提高靈敏度，這對輸出信號較弱的固態(tài)陀螺來講十分重要；
[0021]3、采用振型完全一樣的驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)，使得溫度變化對于驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)的影響是一樣的，因此降低了溫度敏感性；
[0022]4、由于回柱形諧振子的振動集中在其頂部突起，故固定方式和突起各自的振動不會對驅(qū)動檢測造成影響；[0023]5、回柱形諧振子基底無論采用PZT或是多晶硅，加工工藝均為微細(xì)加工工藝，利于批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0025]圖1為本發(fā)明一實施例立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明另一實施例立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明回柱形諧振子的驅(qū)動模態(tài)振型仿真圖；
[0028]圖4為圖3驅(qū)動模態(tài)振型簡化示意圖；
[0029]圖5是本發(fā)明回柱形諧振子的振型由驅(qū)動模態(tài)向檢測模態(tài)轉(zhuǎn)變的立體振型示意圖；
[0030]圖6是本發(fā)明回柱形諧振子的檢測模態(tài)振型仿真圖；
[0031]圖7是圖6檢測模態(tài)振型簡化示意圖；
[0032]圖8是本發(fā)明的驅(qū)動模態(tài)的電壓分布ANSYS仿真示意圖；
[0033]圖9為本發(fā)明的檢測模態(tài)的電壓分布ANSYS仿真示意圖；
[0034]圖中:I為回柱形諧振子，2為正方體突起，3為接觸式金屬驅(qū)動電極，4為接觸式金屬檢測電極，5為非接觸式金屬驅(qū)動電極，6為非接觸式金屬檢測電極。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]如圖1所不,第一實施例提供一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺,包括:
[0037]一個回柱形諧振子I ;
[0038]四個位于回柱形諧振子I頂端四角的正方體突起2 ；
[0039]四個沿正方體突起2排布的接觸式金屬驅(qū)動電極3 ；
[0040]四個沿正方體突起2排布的接觸式金屬檢測電極4。
[0041]本實施例中，四個驅(qū)動電極3的材料為金屬，四個驅(qū)動電極3在回柱形諧振子I頂端正方體突出2上，沿回柱形諧振子I側(cè)面、互相平行的呈2*2陣列式分布，用于采用壓電效應(yīng)激勵回柱形諧振子I產(chǎn)生驅(qū)動模態(tài)振型。
[0042]本實施例中，四個檢測電極4的材料為金屬，四個檢測電極4在回柱形諧振子I頂端正方體突出2上，沿回柱形諧振子I側(cè)面、互相平行地呈2*2陣列式分布，且每個檢測電極4位于每個驅(qū)動電極3的一側(cè)，四個檢測電極4與四個驅(qū)動電極3在空間位置上互相垂直，用于采用壓電效應(yīng)檢測垂直于回柱形諧振子I底面平面方向(z軸)方向角速度的大小。
[0043]常用的壓電材料有:石英、壓電陶瓷(如LiNb03、BaTi03)、PZT (鋯鈦酸鉛)、ZnO,PVDF (聚偏氟乙稀)等。為了陀螺的力學(xué)性能指標(biāo)和敏感度，要求壓電材料有高的壓電常數(shù)及高的機(jī)電耦合系數(shù)；為了防止壓電材料的破碎，要求壓電材料具有高的靜態(tài)和動態(tài)抗拉強(qiáng)度；為了保證振子溫度升高情況下的效率，要求壓電材料具有低的介質(zhì)損耗因子和高的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)。根據(jù)以上分析，第一實施例采用高激勵特性良好、耦合系數(shù)高的壓電材料PZT作為振動體。
[0044]如圖2所示，第二實施例提供一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，包括:
[0045]一個回柱形諧振子I ;
[0046]四個位于回柱形諧振子I頂端四角的正方體突起2 ；
[0047]四個與正方體突起2靠近、與正方體突起2平行排布的非接觸式金屬驅(qū)動電極5 ；
[0048]四個與正方體突起2靠近、與正方體突起2平行排布的非接觸式金屬檢測電極6。
[0049]第二實施例中，所述回柱形諧振子I的材料為多晶硅。
[0050]如圖2所示，四個驅(qū)動電極5的材料為金屬，四個驅(qū)動電極5在回柱形諧振子I頂端正方體突出2附近，沿回柱形諧振子I側(cè)面，與正方體突起2平行、互相平行地呈2*2陣列式分布，用于采用電容感應(yīng)效應(yīng)激勵回柱形諧振子I產(chǎn)生驅(qū)動模態(tài)振型。
[0051]如圖2所示，四個檢測電極6的材料為金屬，四個檢測電極6在回柱形諧振子I頂端正方體突出2附近，沿回柱形諧振子I側(cè)面，與正方體突起2平行、互相平行地呈2*2陣列式分布，且每個檢測電極6位于每個驅(qū)動電極5的一側(cè)，四個檢測電極6與四個驅(qū)動電極5在空間位置上互相垂直，用于電容感應(yīng)效應(yīng)檢測垂直于回柱形諧振子I底面平面方向(ζ軸)方向角速度的大小。
[0052]第一實施例與第二實施例中，所述回柱形諧振子I均于底面，即與含四個正方形突出2的頂部面相對的平面施加固定；或者在四個側(cè)壁，即與頂面和底面相異的平面的垂直中心線上施加固定。
[0053]壓電材料在外部力的作用下會產(chǎn)生電場，相反，當(dāng)該晶體在外加電壓作用下會伸展或收縮，這種特性被稱為壓電效應(yīng)。壓電效應(yīng)是由于某些材料晶體原始單元中的電荷不對稱性，從而導(dǎo)致形成電偶極子，在整個晶體內(nèi)，這些偶極子效應(yīng)的疊加產(chǎn)生整個晶體的極化，從而在材料內(nèi)部產(chǎn)生電場。只有缺少對稱中心的晶體才顯現(xiàn)出壓電特性。而通過壓電薄膜的逆壓電效應(yīng)將電能量轉(zhuǎn)換成波動而形成諧振的方式，稱為固體波動諧振技術(shù)。
[0054]變間隙驅(qū)動力指的是靜電驅(qū)動力在垂直于電極平面方向產(chǎn)生的力分量。如果我們令垂直于電極平面方向為標(biāo)準(zhǔn)，則電極平面在此方向上的作用力與兩電極平面上所被施加的電壓平方成正比，從而可以利用此效應(yīng)對振動體進(jìn)行驅(qū)動。
[0055]把被測的機(jī)械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的效應(yīng)稱為電容感應(yīng)效應(yīng)。其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器。若忽略邊緣效應(yīng)，平板電容器的電容為εΑ/δ，式中ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩電極互相覆蓋的有效面積，δ為兩電極之間的距離。δ、Α、ε三個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類，其中:極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動等引起的極距變化(見電容式壓力傳感器)；面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移；介質(zhì)變化型常用于物位測量和各種介質(zhì)的溫度、密度、濕度的測定。第一實施例和第二實施例采用的就是極距變化型的電容感應(yīng)。
[0056]如圖3所示為通過有限元分析的方法得到回柱形諧振子I的驅(qū)動模態(tài)振型仿真圖；如圖4所示為圖3的驅(qū)動模態(tài)振型的簡化示意圖:通過在四個驅(qū)動電極3中非對角的任意兩個相對的驅(qū)動電極3上施加相同的正弦電壓信號，或通過在四個驅(qū)動電極5中非對角的任意兩個相對的驅(qū)動電極5上施加相同的正弦電壓信號，使得回柱形諧振子I由于逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生驅(qū)動模態(tài)振動，此時回柱形諧振子I的四個正方形突起2在回形四邊方向上振動。
[0057]當(dāng)有垂直于回柱形諧振子I底面平面的z軸方向角速度輸入時，陀螺在振動方向上的受力如圖5所示。在科氏力的作用下，回柱形諧振子I振動由驅(qū)動模態(tài)振型向檢測模態(tài)振型變化，振動的幅值和輸入角速度成正比。
[0058]如圖6所示為通過有限元分析的方法得到回柱形諧振子I的檢測模態(tài)振型仿真圖；如圖7所示為圖6的檢測模態(tài)振型的簡化示意圖:當(dāng)有垂直于回柱形諧振子I底面平面的z軸方向角速度輸入時，回柱形諧振子I產(chǎn)生檢測模態(tài)振型的振動，通過測量四個檢測電極4產(chǎn)生的壓電效應(yīng)電壓，或通過測量四個檢測電極6產(chǎn)生的電容感應(yīng)效應(yīng)電容變化，可檢測處垂直于回柱形諧振子I基底表面(z軸)的方向角速度的大小。
[0059]如圖3和圖6所示，回柱形諧振子I的驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)互相匹配，其含義是:驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)的振型相似，只互相相差一定的角度；驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)當(dāng)中不含其它振動模態(tài)，頻率分裂小。當(dāng)?shù)谝粚嵤├偷诙嵤├械幕刂沃C振子I的頂部面空間對稱時，形成模態(tài)匹配；當(dāng)?shù)谝粚嵤├偷诙嵤├械幕刂沃C振子I的頂部面空間不對稱時，模態(tài)匹配無法形成。
[0060]如圖8所示是本發(fā)明的驅(qū)動模態(tài)的電壓分布ANSYS仿真示意圖；如圖9所示是本發(fā)明的檢測模態(tài)的電壓分布ANSYS仿真示意圖。圖8、9說明了在驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)下，回柱形諧振子由于壓電效應(yīng)而產(chǎn)生的電荷分布情況。
[0061]第一實施例和第二實施例所述的壓電驅(qū)動壓電檢測單軸微陀螺儀，或電容感應(yīng)驅(qū)動電容感應(yīng)檢測單軸微陀螺儀，利用PZT或多晶硅為基體，采用MEMS微細(xì)加工工藝，利用犧牲層工藝在基板旋涂厚光刻膠如SU-8，利用制作好的掩模板進(jìn)行光刻，之后顯影、圖形化，得到回柱形振子I ;再在圖形化的光刻膠掩模上濺射金屬，形成驅(qū)動電極3、檢測電極4 ;或單獨(dú)制作驅(qū)動電極5、檢測電極6 ;最后，為回柱形諧振子I焊接外圍電路以及進(jìn)行最終的封裝得到陀螺芯片成品。
[0062]以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，其特征在于，包括: 一個頂端四角含正方體突出的回柱形諧振子； 四個在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近，沿回柱形諧振子側(cè)面分布的驅(qū)動電極； 四個在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近，沿回柱形諧振子側(cè)面分布的檢測電極； 其中:驅(qū)動電極根據(jù)驅(qū)動方法的不同與回柱形諧振子接觸或非接觸，檢測電極根據(jù)檢測方法的不同與回柱形諧振子接觸或非接觸，且四個驅(qū)動電極的空間位置與四個檢測電極的空間位置互相垂直； 利用回柱形諧振子的特殊模態(tài)即驅(qū)動模態(tài)與檢測模態(tài)模態(tài)匹配作為參考振動，在該模態(tài)下回柱形諧振子頂端四角上的正方體突出沿回形四邊方向振動；通過在四個驅(qū)動電極中的一對驅(qū)動電極上施加正弦交流電壓，由逆壓電效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生回柱形諧振子在驅(qū)動模態(tài)振動；當(dāng)有垂直于回柱形諧振子底面平面的角速度輸入時，在科氏力的作用下，回柱形諧振子的諧振方式會從驅(qū)動模態(tài)向檢測模態(tài)變化，檢測模態(tài)的沿回形四邊方向諧振振幅與輸入角速度的大小成正比；通過檢測回柱形諧振子的四個檢測電極上的電壓或四個檢測電極與回柱形諧振子間感應(yīng)電容的變化，就可檢測出垂直于回柱形諧振子底面平面角速度的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，其特征在于，所述回柱形諧振子于底部即與含四個正方形突出的頂部面相對的平面施加固定，或于所述回柱形諧振子四個側(cè)壁即與頂面和底面相異的平面垂直中心線上施加固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，其特征在于，所述回柱形諧振子的材料為PZT或多晶硅，當(dāng)回柱形諧振子為PZT時使用壓電效應(yīng)進(jìn)行驅(qū)動和檢測，當(dāng)回柱形諧振子為多晶硅時使用電容感應(yīng)效應(yīng)進(jìn)行驅(qū)動和檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，其特征在于，四個所述驅(qū)動電極的材料為金屬，在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近、沿諧振子側(cè)面、互相平行地呈2*2陣列式分布，用于激勵回柱形諧振子產(chǎn)生驅(qū)動模態(tài)振型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，其特征在于，四個所述檢測電極的材料為金屬，在回柱形諧振子頂端正方體突出上或其附近、沿諧振子側(cè)面、互相平行地呈2*2陣列式分布且與四個驅(qū)動電極在空間上互相垂直，用于檢測垂直于回柱形諧振子的底部平面方向即z軸方向的角速度引起的回柱形諧振子上電壓變化或回柱形諧振子與檢測電極上由于電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生的電容變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種回柱形微機(jī)械固體波動模態(tài)匹配陀螺，其特征在于，四個所述驅(qū)動電極中的兩個相對的驅(qū)動電極被施加交流電壓時，由逆壓電效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生回柱形諧振子在驅(qū)動模態(tài)振動；當(dāng)存在輸入角速度時，回柱形諧振子的振型向檢測模態(tài)轉(zhuǎn)變，利用檢測電極處壓電正效應(yīng)或電容感應(yīng)效應(yīng)產(chǎn)生的敏感信號進(jìn)行信號檢測；上述驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)互相匹配。
【文檔編號】G01C19/56GK103697873SQ201310686913
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】張衛(wèi)平, 汪濙海, 劉亞東, 成宇翔, 唐健, 張弓, 許仲興, 孫殿竣, 陳文元 申請人:上海交通大學(xué)