專利名稱：一種電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微機(jī)械陀螺，特別是關(guān)于一種采用垂直梳齒電容檢測(cè)的電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺。
背景技術(shù)：
微機(jī)械陀螺是利用科里奧利力來測(cè)量物體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的一類慣性傳感器。由于采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制造，微機(jī)械陀螺具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在慣性導(dǎo)航、武器制導(dǎo)、汽車、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用前景。為了獲得物體轉(zhuǎn)動(dòng)的完整信息，需要同時(shí)檢測(cè)三個(gè)軸向的角速度信號(hào)，這就需要多軸陀螺或三個(gè)單軸陀螺的組合。采用MEMS技術(shù)在單個(gè)芯片上同時(shí)加工出三個(gè)單軸的陀螺是很好的解決方案。這種方案器件各軸之間的正交對(duì)準(zhǔn)通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，避免了裝配問題，而且可以減小整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量。此外，采用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的三軸陀螺中各單向軸的陀螺結(jié)構(gòu)可以獨(dú)立的做優(yōu)化設(shè)計(jì)，因而可以獲得較高的性能。
從目前國(guó)際上陀螺研究進(jìn)展情況來看，Z軸陀螺(用于檢測(cè)垂直于器件表面方向的角速度的慣性傳感器)的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，高性能的Z軸陀螺屢見報(bào)道，達(dá)到了實(shí)用水平。而X、Y軸陀螺(又稱水平軸陀螺，用于檢測(cè)平行于器件表面方向的角速度的慣性傳感器)的研究還有很大差距。因此設(shè)計(jì)和制造高性能的水平軸微機(jī)械陀螺是實(shí)現(xiàn)三軸陀螺集成的關(guān)鍵技術(shù)。
陀螺工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)兩個(gè)模態(tài)的機(jī)械耦合會(huì)嚴(yán)重影響陀螺的性能，解決方法是增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，使驅(qū)動(dòng)部分與檢測(cè)部分獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所謂解耦結(jié)構(gòu)。解耦分為一級(jí)解耦和二級(jí)解耦(全解耦)。一級(jí)解耦結(jié)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)(或檢測(cè))部分的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的，而檢測(cè)(或驅(qū)動(dòng))部分的運(yùn)動(dòng)會(huì)受到驅(qū)動(dòng)(或檢測(cè))部分運(yùn)動(dòng)的影響。全解耦是驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)運(yùn)動(dòng)完全獨(dú)立，不互相影響。目前，世界上幾乎所有高性能Z軸陀螺均具備全解耦結(jié)構(gòu)。如德國(guó)Gomez等人的陀螺設(shè)計(jì)方案(Proc.Transducers2005)，土耳其中東技術(shù)大學(xué)Alper等人的設(shè)計(jì)方案(MEMS2006)。這類陀螺的共同特點(diǎn)是采用高深寬比的體硅工藝，具有大質(zhì)量塊和大敏感電容；驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)部分采用相互獨(dú)立的彈性梁約束，其運(yùn)動(dòng)只與敏感質(zhì)量塊關(guān)聯(lián)，相互之間是完全獨(dú)立的，實(shí)現(xiàn)了全解耦結(jié)構(gòu)，很好地抑制了寄生效應(yīng)，有效提高了器件性能。對(duì)于需要檢測(cè)Z方向運(yùn)動(dòng)的水平軸陀螺，受MEMS工藝特點(diǎn)限制，需要較復(fù)雜的彈性梁實(shí)現(xiàn)離面運(yùn)動(dòng)，很難實(shí)現(xiàn)全解耦結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的方案大多只實(shí)現(xiàn)了一級(jí)解耦，如德國(guó)的W.Geiger等人設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)式陀螺結(jié)構(gòu)(Sensors and Actuators A 2002)，中國(guó)的楊振川等人提出的采用不等高疏齒電容檢測(cè)的陀螺方案(Proc.Transducers2005)。這類陀螺的共同特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)模態(tài)具有一自由度，檢測(cè)模態(tài)具有二自由度，檢測(cè)模態(tài)對(duì)驅(qū)動(dòng)模態(tài)的影響被抑制了，寄生效應(yīng)降低了。但連接在檢測(cè)模態(tài)的拾取電路受到兩個(gè)模態(tài)的共同影響，同樣會(huì)引起正交誤差等寄生效應(yīng)，限制了器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高靈敏度的電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺，其特征在于它包括玻璃襯底，驅(qū)動(dòng)電容、驅(qū)動(dòng)反饋電容、檢測(cè)電容、驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊、不對(duì)稱質(zhì)量塊和檢測(cè)質(zhì)量塊；所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊位于中央，所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊的兩端分別通過橫向設(shè)置的驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁連接固定在所述玻璃襯底上的錨點(diǎn)；所述驅(qū)動(dòng)電容和驅(qū)動(dòng)反饋電容的可動(dòng)電極連接在所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊上，所述驅(qū)動(dòng)電容和驅(qū)動(dòng)反饋電容的固定電極固定在所述玻璃襯底上；所述不對(duì)稱質(zhì)量塊外側(cè)的兩端分別通過橫向設(shè)置的驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁連接所述檢測(cè)質(zhì)量塊，所述不對(duì)稱質(zhì)量塊內(nèi)側(cè)的兩端分別通過豎向設(shè)置的檢測(cè)模態(tài)彈性梁連接所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊；所述檢測(cè)電容的可動(dòng)電極固定在所述檢測(cè)質(zhì)量塊的兩側(cè)，所述檢測(cè)電容的固定電極固定在所述玻璃襯底上；所述檢測(cè)質(zhì)量塊的兩端分別通過豎向設(shè)置的檢測(cè)模態(tài)彈性梁連接固定在所述玻璃襯底上的錨點(diǎn)。
所述檢測(cè)敏感電容采用雙端不等高垂直疏齒電容結(jié)構(gòu)。
位于左右兩側(cè)的所述檢測(cè)電容，每一側(cè)均等分成四組，并將每一側(cè)中間的兩組電容合并成一中間組電容，使每一側(cè)中間組電容為上、下兩組電容之和；每一側(cè)中間組電容均為可動(dòng)疏齒位置高于固定疏齒位置，每一側(cè)上、下兩組電容均為可動(dòng)疏齒位置低于固定疏齒位置，一側(cè)中間組電容與另一側(cè)上、下兩組電容組成一個(gè)檢測(cè)電容，共組成兩個(gè)檢測(cè)電容，形成差分電容對(duì)。
本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊和不對(duì)稱質(zhì)量塊在兩組驅(qū)動(dòng)彈性梁的約束下，具有Y方向自由度，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊和不對(duì)稱質(zhì)量塊之間由檢測(cè)彈性梁相連，它們之間在Y方向不會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)質(zhì)量塊受到檢測(cè)彈性梁的約束，不具有Y方向自由度，因此本發(fā)明在驅(qū)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)不影響檢測(cè)部件運(yùn)動(dòng)；同時(shí)由于連接有檢測(cè)電容可動(dòng)電極的檢測(cè)質(zhì)量塊和不對(duì)稱質(zhì)量塊以檢測(cè)彈性梁為軸，可做扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)質(zhì)量塊與不對(duì)稱質(zhì)量塊之間有驅(qū)動(dòng)彈性梁相連，扭轉(zhuǎn)時(shí)二者不會(huì)有相對(duì)位移，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊由于受到驅(qū)動(dòng)彈性梁的約束，不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此本發(fā)明的檢測(cè)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)不影響驅(qū)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。也就是說本發(fā)明驅(qū)動(dòng)部分(包括驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊和可動(dòng)疏齒)和檢測(cè)部分(包括檢測(cè)質(zhì)量塊和可動(dòng)疏齒)的運(yùn)動(dòng)只各自與不對(duì)稱質(zhì)量塊相關(guān)聯(lián)，它們之間的運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊和檢測(cè)質(zhì)量塊由相互獨(dú)立的彈性梁約束，其運(yùn)動(dòng)只與不對(duì)稱質(zhì)量塊相關(guān)聯(lián)，它們之間的運(yùn)動(dòng)是相互獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，即本發(fā)明具備雙解耦結(jié)構(gòu)，能夠很好地抑制驅(qū)動(dòng)模態(tài)和檢測(cè)模態(tài)間的機(jī)械耦合，從而抑制寄生效應(yīng)，有效降低漂移。2、本發(fā)明檢測(cè)采用兩組雙端不等高梳齒電容差分檢測(cè)，按照本發(fā)明中的分布方案，扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起的電容變化為差模信號(hào)，其它方向的微小位移引起的電容變化均為共模信號(hào)，使陀螺具有良好的線性度和偏軸靈敏度。


圖1a、圖1b為本發(fā)明雙端不等高疏齒電容I型工作原理示意2a、圖2b為本發(fā)明雙端不等高疏齒電容II型工作原理示意3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4a為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)模態(tài)示意圖。
圖4b為本發(fā)明檢測(cè)模態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為描述本發(fā)明方便，首先對(duì)本發(fā)明中涉及到的兩種雙端不等高垂直梳齒電容加以說明。
如圖1a、圖1b所示，是雙端不等高梳齒電容I型工作原理圖，固定電極1、2和可動(dòng)電極3采用雙端不等高結(jié)構(gòu)，即可動(dòng)電極3與固定電極1、2的厚度一致，其頂部與底部均高于固定電極1、2的頂部與底部。在初始位置時(shí)(如圖1a所示)，兩個(gè)電容的電極交疊面積相同，數(shù)值相等。當(dāng)可動(dòng)電極3做逆時(shí)針小角度扭轉(zhuǎn)時(shí)(如圖1b所示)，固定電極1與可動(dòng)電極3的交疊面積增大，即敏感電容增大；固定電極2與可動(dòng)電極3的交疊面積減小，即敏感電容減小。當(dāng)可動(dòng)電極3做順時(shí)針小角度扭轉(zhuǎn)時(shí)，敏感電容的變化與逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)時(shí)的情況相反，兩個(gè)敏感電容的差分?jǐn)?shù)值與扭轉(zhuǎn)角度成正比關(guān)系。
如圖2a、圖2b所示，是雙端不等高梳齒電容II型工作原理圖，可動(dòng)電極3和固定電極1、2采用雙端不等高結(jié)構(gòu)，即可動(dòng)電極3與固定電極1、2的厚度一致，其頂部與底部均低于固定電極1、2的頂部與底部。其工作原理與雙端不等高疏齒電容I型基本相同，但敏感電容的變化與雙端不等高疏齒電容I型的情況相反，從而實(shí)現(xiàn)差模信號(hào)檢測(cè)。
如圖3所示，本發(fā)明為水平軸(X軸)微機(jī)械陀螺，它包括驅(qū)動(dòng)電容4，驅(qū)動(dòng)反饋電容5，檢測(cè)電容6、7，檢測(cè)質(zhì)量塊(外框)8，不對(duì)稱質(zhì)量塊9，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10，驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁11、12，檢測(cè)模態(tài)彈性梁13、14，錨點(diǎn)15、16和玻璃襯底。本實(shí)施例包括八組驅(qū)動(dòng)電容4，每組驅(qū)動(dòng)電容4包括與驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10連接的可動(dòng)電極和與玻璃襯底相連的固定電極，驅(qū)動(dòng)電容4采用推挽式驅(qū)動(dòng)方式。驅(qū)動(dòng)反饋電容5有兩組，用于為驅(qū)動(dòng)電容4提供反饋信號(hào)，可以通過外加電路實(shí)現(xiàn)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)。檢測(cè)電容6、7位于檢測(cè)質(zhì)量塊8兩側(cè)，與檢測(cè)質(zhì)量塊8相連，檢測(cè)電容6、7為一對(duì)差分敏感電容，其分布方案將在后面詳述。本發(fā)明采用框架式結(jié)構(gòu)，檢測(cè)質(zhì)量塊8與兩個(gè)檢測(cè)模態(tài)彈性梁14相連，并通過兩個(gè)錨點(diǎn)16固定在玻璃襯底上。檢測(cè)質(zhì)量塊8通過四個(gè)驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁12與不對(duì)稱質(zhì)量塊9相連。不對(duì)稱質(zhì)量塊9為一個(gè)半封閉框架，質(zhì)量主要集中在左邊。不對(duì)稱質(zhì)量塊9通過兩個(gè)檢測(cè)模態(tài)彈性梁13與驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10相連。驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10為矩形，驅(qū)動(dòng)電容4與反饋電容5連接在驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10兩側(cè)。驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10與四個(gè)驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁11相連，并通過錨點(diǎn)15固定在玻璃襯底上。
本發(fā)明為全解耦結(jié)構(gòu)的水平軸陀螺，其解耦原理如下驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁11、12在Y方向具有較小的剛度，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10與不對(duì)稱質(zhì)量塊9分別由驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁11、12約束，因此具有Y方向自由度。驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10與不對(duì)稱質(zhì)量塊9之間由檢測(cè)模態(tài)彈性梁13連接，檢測(cè)模態(tài)彈性梁13在Y方向上的剛度遠(yuǎn)大于驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁11、12，因此驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10與不對(duì)稱質(zhì)量塊9在Y方向沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。檢測(cè)質(zhì)量塊8受到檢測(cè)模態(tài)彈性梁14的約束，檢測(cè)模態(tài)彈性梁14在Y方向上同樣具有非常大的剛度，因此檢測(cè)質(zhì)量塊8沒有Y方向自由度。即本發(fā)明陀螺的驅(qū)動(dòng)模態(tài)為驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10與不對(duì)稱質(zhì)量塊9做Y方向簡(jiǎn)諧振動(dòng)，而檢測(cè)質(zhì)量塊8保持不動(dòng)(如圖4a所示)。
同樣道理，檢測(cè)模態(tài)彈性梁13、14具有較小的Y軸扭轉(zhuǎn)剛度，而驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁11、12的Y軸扭轉(zhuǎn)剛度極大。因此不對(duì)稱質(zhì)量塊9與檢測(cè)質(zhì)量塊8分別在檢測(cè)模態(tài)彈性梁13、14的約束下具有Z方向自由度(沿檢測(cè)模態(tài)彈性梁軸向的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))；驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10由于受到驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁11的約束，沒有Z方向自由度。即本發(fā)明的陀螺的檢測(cè)模態(tài)為檢測(cè)質(zhì)量塊8與不對(duì)稱質(zhì)量塊9沿器件中軸線(Y方向)做扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10保持不動(dòng)(如圖4b所示)。
本發(fā)明微機(jī)械陀螺利用科里奧利力來測(cè)量物體角速度，如圖3所示，工作時(shí)驅(qū)動(dòng)電容4以靜電力驅(qū)動(dòng)器件，使得驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10和不對(duì)稱質(zhì)量塊9沿Y方向振動(dòng)；檢測(cè)質(zhì)量塊不具備Y方向剛度，保持靜止。當(dāng)系統(tǒng)有X方向角速度(以X方向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng))輸入時(shí)，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10和不對(duì)稱質(zhì)量塊9均受到Z方向(垂直襯底)的科里奧利力。其中驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊10由于質(zhì)心在扭轉(zhuǎn)軸上，不會(huì)產(chǎn)生軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，維持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；而不對(duì)稱質(zhì)量塊9在科利奧里力的作用下，將帶動(dòng)檢測(cè)質(zhì)量塊8以及連接在檢測(cè)質(zhì)量塊8上的檢測(cè)電容6、7的可動(dòng)電極，沿檢測(cè)模態(tài)彈性梁軸向做扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而引起檢測(cè)電容6、7變化，通過檢測(cè)電路即可獲得X軸輸入的角速度信息。
上述分析將彈性梁假定為理想的一維彈性梁(在某方向有一定剛度，其它方向剛度無窮大)。而實(shí)際彈性梁其它方向的剛度并不是無窮大，也就是說檢測(cè)質(zhì)量塊8并不是理想的單一自由度質(zhì)量塊，當(dāng)某方向有加速度輸入時(shí)，它在該方向可能會(huì)有微小位移，這會(huì)影響陀螺的偏軸靈敏度。本發(fā)明采用如下方案解決此問題左右兩側(cè)檢測(cè)電容均等分成四組，并將每一側(cè)中間的兩組合并成一中間組，亦即中間組的電容是上、下兩組電容之和。以左側(cè)電容為例，將中間組電容定義為上文所述雙端不等高疏齒電容I型，將上、下兩組電容定義為上文所述雙端不等高疏齒電容II型；右側(cè)電容的分布與定義與左側(cè)相同。其中左側(cè)中間組(I型)電容與右側(cè)上、下兩組(II型)電容構(gòu)成檢測(cè)電容6；右側(cè)中間組(I型)電容與左側(cè)上、下兩組(II型)電容構(gòu)成檢測(cè)電容7，檢測(cè)電容6和檢測(cè)電容7形成差分電容對(duì)。當(dāng)檢測(cè)質(zhì)量塊8以檢測(cè)模態(tài)彈性梁14軸向方向?yàn)檩S逆時(shí)針小角度扭轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)中間組不等高疏齒電容I型電容增大，右側(cè)上、下兩組不等高疏齒電容II型電容增大，即檢測(cè)電容6電容增大；右側(cè)中間組不等高疏齒電容I型電容減小，左側(cè)上、下兩組不等高疏齒電容II型電容減小，即檢測(cè)電容7電容減小。當(dāng)檢測(cè)質(zhì)量塊8在Y方向有微小位移時(shí)，左右兩側(cè)電容變化情況一致，則檢測(cè)電容6、7的變化情況也一致。當(dāng)檢測(cè)質(zhì)量塊8在X方向有微小位移，例如向X正方向(右)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則左側(cè)電容均減小，右側(cè)電容均增大，且變化量相等，則檢測(cè)電容6、7分別保持不變。通過上述分析可知，對(duì)于檢測(cè)電容6、7來說，檢測(cè)質(zhì)量塊8以Y方向?yàn)檩S的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)造成的檢測(cè)電容6、7的電容變化為差模信號(hào)，檢測(cè)質(zhì)量塊8在X或Y方向發(fā)生微小位移時(shí)檢測(cè)電容6、7的電容為共模信號(hào)或保持不變。
權(quán)利要求
1.一種電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺，其特征在于它包括玻璃襯底，驅(qū)動(dòng)電容、驅(qū)動(dòng)反饋電容、檢測(cè)電容、驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊、不對(duì)稱質(zhì)量塊和檢測(cè)質(zhì)量塊；所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊位于中央，所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊的兩端分別通過橫向設(shè)置的驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁連接固定在所述玻璃襯底上的錨點(diǎn)；所述驅(qū)動(dòng)電容和驅(qū)動(dòng)反饋電容的可動(dòng)電極連接在所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊上，所述驅(qū)動(dòng)電容和驅(qū)動(dòng)反饋電容的固定電極固定在所述玻璃襯底上；所述不對(duì)稱質(zhì)量塊外側(cè)的兩端分別通過橫向設(shè)置的驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁連接所述檢測(cè)質(zhì)量塊，所述不對(duì)稱質(zhì)量塊內(nèi)側(cè)的兩端分別通過豎向設(shè)置的檢測(cè)模態(tài)彈性梁連接所述驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊；所述檢測(cè)電容的可動(dòng)電極固定在所述檢測(cè)質(zhì)量塊的兩側(cè)，所述檢測(cè)電容的固定電極固定在所述玻璃襯底上；所述檢測(cè)質(zhì)量塊的兩端分別通過豎向設(shè)置的檢測(cè)模態(tài)彈性梁連接固定在所述玻璃襯底上的錨點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺，其特征在于所述檢測(cè)敏感電容采用雙端不等高垂直疏齒電容結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺，其特征在于位于左右兩側(cè)的所述檢測(cè)電容，每一側(cè)均等分成四組，并將每一側(cè)中間的兩組電容合并成一中間組電容，使每一側(cè)中間組電容為上、下兩組電容之和；每一側(cè)中間組電容均為可動(dòng)疏齒位置高于固定疏齒位置，每一側(cè)上、下兩組電容均為可動(dòng)疏齒位置低于固定疏齒位置，，一側(cè)中間組電容與另一側(cè)上、下兩組電容組成一個(gè)檢測(cè)電容，共組成兩個(gè)檢測(cè)電容，形成差分電容對(duì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電容式全解耦水平軸微機(jī)械陀螺，其特征在于它包括玻璃襯底，驅(qū)動(dòng)電容、驅(qū)動(dòng)反饋電容、檢測(cè)電容、驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊、不對(duì)稱質(zhì)量塊和檢測(cè)質(zhì)量塊；驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊位于中央，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊的兩端分別通過橫向設(shè)置的驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁連接固定在玻璃襯底上的錨點(diǎn)；驅(qū)動(dòng)電容和驅(qū)動(dòng)反饋電容的可動(dòng)電極連接在驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊上，驅(qū)動(dòng)電容和驅(qū)動(dòng)反饋電容的固定電極固定在玻璃襯底上；不對(duì)稱質(zhì)量塊外側(cè)的兩端分別通過橫向設(shè)置的驅(qū)動(dòng)模態(tài)彈性梁連接檢測(cè)質(zhì)量塊，不對(duì)稱質(zhì)量塊內(nèi)側(cè)的兩端分別通過豎向設(shè)置的檢測(cè)模態(tài)彈性梁連接驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊；檢測(cè)電容的可動(dòng)電極固定在檢測(cè)質(zhì)量塊的兩側(cè)，檢測(cè)電容的固定電極固定在玻璃襯底上；檢測(cè)質(zhì)量塊的兩端分別通過豎向設(shè)置的檢測(cè)模態(tài)彈性梁連接固定在玻璃襯底上的錨點(diǎn)。本發(fā)明具備雙解耦結(jié)構(gòu)，能夠很好的抑制寄生效應(yīng)，降低漂移；且具有良好的線性度和偏軸靈敏度。
文檔編號(hào)G01C19/5719GK1948906SQ20061011448
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者劉雪松, 劉曄, 丁海濤, 楊振川, 閆桂珍 申請(qǐng)人:北京大學(xué)