静电驱动压电检测闭环控制微固体模态陀螺

摘要

本发明公开一种微机电技术领域的静电驱动压电检测闭环控制微固体模态陀螺，包括弹性微振子以及位于其周围的静电驱动电极、参考振动感应电极、压电科氏力感应电极、静电力反馈电极，利用弹性微振子的两个兼并的特殊振动模态进行工作，即参考振动和感应振动模态，采用静电力进行驱动，可变电容机理来检测参考振动，利用压电电极检测科氏力感应振动，采用静电力进行反馈控制，使微固体模态陀螺工作在闭环工作模式下。本发明中无独立的质量弹簧结构，具有高的抗冲击、抗震动能力；工作频率高，利于增大微陀螺的测量带宽和降噪；可工作在大气环境下，提高可靠性，降低生产成本。采用闭环工作模式有利于提高微固体模态陀螺量程、线性度和动态特性。

主权项

一种静电驱动压电检测闭环控制微固体模态陀螺，包括：弹性微振子、静电驱动电极、参考振动感应电极、压电科氏力感应电极、静电力反馈电极，其中弹性微振子、静电驱动电极、参考振动感应电极、静电力反馈电极都是通过下表面固定，压电科氏力感应电极位于弹性微振子上表面，和弹性微振子形成固定联结；所述弹性微振子是个方形结构，静电驱动电极、参考振动感应电极、静电力反馈电极位于弹性微振子四个侧面，即：静电力反馈电极位于弹性微振子相对的两个侧面，弹性微振子另外相对的两个侧面各设有静电驱动电极和参考振动感应电极，且静电驱动电极、参考振动感应电极、静电力反馈电极侧壁均和弹性微振子侧壁之间有间隙，形成参考振动的驱动及检测，静电力反馈以抵消由科氏力激励的感应振动；所述弹性微振子有两个简并的工作振动模态，这两个工作振动模态的共振频率相同，弹性微振子上某一质点的模态振动方向在两个工作振动模态中是相互垂直，其中一个振动模态为参考振动模态，另外一个振动模态为感应振动模态，两个振动模态除了质点振动方向相垂直外，它们的振型是相同，针对某一振动模态来说，在某个时刻，弹性微振子的一个棱边为拉伸运动时，则与它相对的一个棱边为压缩运动。