一种微型六轴集成加速度计陀螺仪的惯性传感器及其应用方法

摘要

本发明公开了一种微型六轴集成加速度计陀螺仪的惯性传感器及其应用方法，该惯性传感器能够同时测量三维空间坐标中运动物体的三轴加速度和三轴角加速度。该传感器采用MEMS工艺在硅片上刻蚀微结构：振子、弹性梁和外框架，利用振子的惯性力测量三轴加速度和三轴角加速度，通过在振子表面粘接平衡质量块和非平衡质量块的方法实现加速度信号和角加速度信号的解耦，采用半导体掺杂工艺在弹性梁上制作力敏电阻，通过特殊的力敏电阻组桥方法和信号处理方法，得到运动物体的三轴加速度和三轴角加速度。本发明主要应用在车辆、船舶等中等精度要求的导航。

主权项

一种微型六轴集成加速度计陀螺仪的惯性传感器，其特征在于：所述惯性传感器包括两个相同的硅微结构；所述硅微结构包括正方形振子、4个弹性梁和正方形外框架；所述正方形振子表面分别粘接平衡质量块和非平衡质量块；所述弹性梁上制作有力敏电阻；所述加速度计的振子正反表面粘接有平衡质量块；所述陀螺仪的振子顶面粘接有非平衡质量块；所述非平衡质量块是蘑菇形；所述弹性梁上设置有12个力敏电阻，该力敏电阻采用半导体掺杂工艺在弹性梁上制造获得；所述每个弹性梁两端分别制作一个力敏电阻；上方弹性梁的中间设置第四电阻R4和第八电阻R8、下方弹性梁的中间设置第二电阻R2和第六电阻R6、左侧弹性梁的中间设置第七电阻R7和第三电阻R3、右侧弹性梁的中间设置第一电阻R1和第五电阻R5；在第八电阻R8两侧对应设置第十一电阻R11和第十二电阻R12；在第五电阻R5两侧对应设置第九电阻R9和第十电阻R10，第十电阻R10的外侧设置有第十三电阻R13。