微機(jī)電系統(tǒng)陀螺儀工作原理

MEMS陀螺儀采用的是依賴于相互正交的震動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)引起的交變科里奧利力。

MEMS陀螺儀利用coriolis，將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比直流電壓信號，其核心部件通過摻雜技術(shù)、光刻技術(shù)、腐蝕技術(shù)、LIGA技術(shù)、封裝技術(shù)等批量生產(chǎn)的。

陀螺儀的內(nèi)部原理是這樣的：對固定指施加電壓，并交替改變電壓，讓一個(gè)質(zhì)量塊做振蕩式來回運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會產(chǎn)生科里奧利加速度，此時(shí)就可以對其進(jìn)行測量;這有點(diǎn)類似于加速度計(jì)，解碼方法大致相同，都會用到放大器。

角速率由科氏加速度測量結(jié)果決定

科氏加速度 = 2 × (w × 質(zhì)量塊速度)

w是施加的角速率(w = 2 πf)

通過14 kHz共振結(jié)構(gòu)施加的速度(周期性運(yùn)動(dòng))快速耦合到加速度計(jì)框架

科氏加速度與諧振器具有相同的頻率和相位，因此可以抵消低速外部振動(dòng)

該機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與加速度計(jì)相似(微加工多晶硅)

信號調(diào)理(電壓轉(zhuǎn)換偏移)采用與加速度計(jì)類似的技術(shù)

施加變化的電壓來回移動(dòng)器件，此時(shí)器件只有水平運(yùn)動(dòng)沒有垂直運(yùn)動(dòng)。如果施加旋轉(zhuǎn)，可以看到器件會上下移動(dòng)，外部指將感知該運(yùn)動(dòng)，從而就能拾取到與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的信號。

真實(shí)的陀螺儀內(nèi)部構(gòu)造