[发明专利]一种单轴微机电系统陀螺仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电系统陀螺仪,特别是一种单轴微机电系统陀螺仪。 

背景技术

MEMS（Micro Electro Mechanical System，微机电系统）陀螺仪体积小、成本低、集成性好，已得以越来越广泛的应用，如在移动终端、相机防抖、游戏手柄、玩具飞机、导航等产品中。但是，现在市面上的MEMS陀螺仪结构较为复杂，其测量结果存在较大误差，对抗振性能比较差。 

发明内容

本发明的目的在于解决现有陀螺仪应用在运动方向单一的产品中，存在测量结果误差偏大的问题，提供一种单轴微机电系统陀螺仪。 

本发明采用的技术方案为：一种单轴微机电系统陀螺仪，包括扭动质量块、分布于扭动质量块四周的各锚点和设置在位于各锚点与扭动质量块之间的电容组设置区内的各电容组，定义以扭动质量块的中心为原点的笛卡尔坐标系的x轴的正向指向右侧，y轴的正向指向上侧，各电容组的固定梳齿和可动梳齿具有沿z轴方向的高低差； 

所述电容组包括至少一对驱动电容组、至少一对检测电容组和至少一对敏感电容组，每对两个驱动电容组分设于扭动质量块的左、右侧，位于左、右侧的驱动电容组的固定梳齿分别通过左、右驱动锚点固定在基底上，位于左、右侧的驱动电容组的可动梳齿分别与扭动质量块的左、右侧壁连接，所述左、右驱动锚点作为一对驱动电极用于接收外围电路提供的驱动信号； 

每对两个检测电容组分设于扭动质量块的左、右侧，位于左、右侧的检测电容组的固定梳齿通过与各自对应的检测锚点固定在所述基底上，位于左、右侧的检测电容组的可动梳齿分别与扭动质量块的左、右侧壁连接，各检测锚点分两组连接在一起构成一对用于将检测电容组的电容变化信号反馈给一对所述驱动电极的检测电极，使每对检测电容组的两 个检测电容组与不同的检测电极连接，以调节驱动电容组的振动幅度； 

每对两个敏感电容组分设于扭动质量块的上、下侧，位于上、下侧的敏感电容组的固定梳齿通过与各自相对应的敏感锚点固定在所述基底上，位于上、下侧的敏感电容组的可动梳齿通过外周弹性梁与扭动质量块连接；各敏感锚点分两组连接在一起构成一对提供用于测定外加角速度值的敏感信号的敏感电极，使每对敏感电容组的两个敏感电容组与不同的敏感电极连接，所有敏感电容组的可动梳齿通过固定弹性梁与各固定锚点连接；以及， 

位于扭动质量块中心位置处的中心锚点通过中部弹性梁与扭动质量块相连接。 

优选的是，每对两个驱动电容组关于y轴对称，及每对两个驱动电容与扭动质量块的连接位置关于y轴对称。 

优选的是，所述电容组包括两对驱动电容组，两对驱动电容组关于x轴对称设置。 

优选的是，所述左、右驱动锚点在x轴上关于y轴对称设置。 

优选的是，所述电容组包括两对检测电容组，各对检测电容组关于y轴对称设置，两对检测电容组关于x轴对称设置，与两对检测电容组中的分别位于左、右侧的检测电容组的固定梳齿相连接的检测锚点连接在一起形成一对检测电极。 

优选的是，所述电容组包括两对敏感电容组，各对敏感电容组关于x轴对称设置，两对敏感电容组关于y对称设置，与两对敏感电容组中的分别位于上、下侧的敏感电容组的固定梳齿相连接的敏感锚点连接在一起形成一对敏感电极。 

优选的是，所述固定锚点设置于单轴微机电系统陀螺仪的四个边角处。 

本发明的有益效果为：结构简单，对于单项运动的角速度测量结果误差较小，抗振性能好。 

附图说明

图1为本发明单轴微机电系统陀螺仪整体结构示意图。 

图2为本发明单轴微机电系统陀螺仪驱动电容组可动梳齿与固定梳齿的截面图。 

图3为本发明单轴微机电系统陀螺仪中扭动质量块运动状态图。 

图4为本发明单轴微机电系统陀螺仪中驱动电路的原理图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：