力平衡式谐振微机械陀螺

摘要

力平衡式谐振微机械陀螺，包括静电梳齿驱动器、质量块、双端音叉谐振器和静电梳齿力平衡器。在静电梳齿驱动器上加驱动电压时，质量块作沿x轴方向的振荡运动，并在外部绕z轴的旋转角速度作用下产生沿y方向的科氏力。静电梳齿力平衡器用于平衡质量块在y方向上的科氏力，使质量块在y方向上处于平衡位置。本发明的结构形式提高了微机械陀螺的灵敏度、分辨率和动态范围，实现了将陀螺敏感角速度产生的科氏力的变化转换成谐振器谐振频率的变化，进而通过反馈回路调节达到新的平衡的力平衡式反馈系统，并有效地抑制了非线性的影响。

主权项

1、力平衡式谐振微机械陀螺，其特征在于：包括双端音叉谐振器(1)、静电梳齿驱动器(2)、质量块(3)、和静电梳齿力平衡器(4)，结构为轴对称图形，中间为质量块(3)，具有x和y两个方向的自由度，其x方向上放置两个固定于基底上的静电梳齿驱动器(2)，其y方向上设置两个固定于基底上的静电梳齿力平衡器(4)和两个双端音叉谐振器(1)，质量块(3)受静电梳齿驱动器(2)的静电力驱动，沿x方向作振荡运动，若存在沿z轴方向的外界输入角速度信号，质量块将受到沿y方向的科氏力作用，静电梳齿力平衡器(4)用于平衡此科氏力，使质量块在y方向上处于平衡位置，当输入角速度变化时，质量块(3)在y方向上出现周期变化的科氏力，并传递到相连的两个双端音叉谐振器(1)上，且大小相等方向相反，使其固有谐振频率发生变化，测量其差动输出可反馈调节静电梳齿力平衡器(4)的驱动电压，从而使质量块(3)在y方向上回到平衡位置，实现对输入角速度的动态闭环检测。