[发明专利]具有频率调节和对正交误差的静电消除的MEMS陀螺仪

权利要求书

1.一种MEMS陀螺仪(60，100)，包括：

支撑结构(125，127)；

可移动质量块(111-114)，所述可移动质量块在彼此垂直的驱动方向(D1)和感测方向(D3)上相对于所述支撑结构可移动，所述可移动质量块受正交力矩引起的正交误差的影响；

驱动结构(77)，所述驱动结构耦合至所述可移动质量块以便以驱动频率控制所述可移动质量块在所述驱动方向上的移动，所述可移动质量块具有可变谐振频率，所述可变谐振频率与所述驱动频率之差为频率失配；

运动感测电极(130)，所述运动感测电极耦合至所述可移动质量块，以便检测所述可移动质量块在所述感测方向上的移动；以及

正交补偿电极(121-124)，所述正交补偿电极耦合至所述可移动质量块，以便生成与所述正交力矩相反的补偿力矩；以及

补偿控制器，被配置成用于使用至少一个补偿电压来对所述正交补偿电极进行偏置，所述至少一个补偿电压以预设频率失配来驱动所述可移动质量块，

其中所述正交补偿电极(121-124)包括第一正交补偿电极和第二正交补偿电极，并且所述补偿控制器被配置成用于分别以第一补偿电压V₁和第二补偿电压V₂来偏置所述第一正交补偿电极和所述第二正交补偿电极，其中V₁和V₂被选择成用于满足方程：

其中：

Δf₀是所述预设频率失配；

V_R是所述可移动质量块(111-114)的偏置电压；

ω_S0是所述可移动质量块的谐振频率；

ks/J是与所述可移动质量块的力学常数相关的参数；并且

f_d是所述驱动频率。

2.如权利要求1所述的陀螺仪，其中，所述补偿电压可随着所述正交误差二次地变化。

3.如权利要求1所述的陀螺仪，其中，所述第一补偿电压V₁和所述第二补偿电压V₂满足方程：

Q_el+Q_γ＝0

其中：

Q_el是由以下方程给出的补偿正交：

Q_el＝k_Q[(V_R-V₁)²-(V_R-V₂)²]，

Q_γ是所述正交误差，

k_q是将所述补偿正交Q_el与所述补偿力矩M_el联系起来的比例常数。

4.如权利要求1所述的陀螺仪，包括存储器元件(91)，所述存储器元件被配置成用于存储所述补偿电压的值。