[发明专利]微机械单振子三轴陀螺仪

权利要求书

1.一种微机械单振子三轴陀螺仪，包括一个在x轴和y轴对称的环形振子(1)、多个支撑梁(3)和一个万向节(2)，所述万向节(2)设置于所述振子(1)中心，通过所述多个支撑梁(3)连接所述振子(1)和所述万向节(2)，所述振子(1)可在所述x轴和所述y轴上进行弹性振动，在所述振子(1)表面上设置有多个振子电极V_dc(12)，在所述振子电极V_dc(12)上方排布多个固定电极(4、5、6、7、8、9、10、11)，所述振子电极V_dc(12)与其上方排布的所述多个固定电极(4、5、6、7、8、9、10、11)一一对应，所述多个固定电极(4、5、6、7、8、9、10、11)中部分是驱动电极(4、5、6、7)，部分是检测电极(8、9、10、11)，所述驱动电极(4、5、6、7)和所述检测电极(8、9、10、11)相互交替分布，所述检测电极(8、9、10、11)用于检测振子(1)在所述x轴、所述y轴和z轴的角速度，驱动模块连接所述驱动电极V_x+(4)、V_x-(5)、V_y+(6)、V_y-(7)和所述振子(1)，驱动所述振子(1)在正交的所述x轴和所述y轴作一定频率的同频振动，所述振子(1)在所述x轴和所述y轴所作振动的振幅恒定，相位差恒定；当所述振子(1)发生振动时，所述检测电极(8、9、10、11)和所述振子电极V_dc(12)之间的电容产生相应的电容变化量ΔCzx+、ΔCzx-、ΔCzy+、ΔCzy-，所述驱动模块产生控制变量V、驱动谐振频率和相位；

还包括检测模块，所述电容变化量ΔCzx+、ΔCzx-、ΔCzy+、ΔCzy-、所述控制变量V、所述驱动谐振频率、所述相位经检测模块处理后得到所述x轴角速度、所述y轴角速度和所述z轴角速度，其中，ΔCzx+、ΔCzx-、ΔCzy+、ΔCzy-用于得到所述x轴角速度和所述y轴角速度，控制变量V用于得到所述z轴角速度。

2.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述振子(1)为圆环形或多边环形。

3.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述支撑梁(3)为四根。

4.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述检测电极(8、9、10、11)为栅型电极。

5.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述多个固定电极(4、5、6、7、8、9、10、11)包括四个驱动电极V_x+(4)、V_x-(5)、V_y+(6)、V_y-(7)。

6.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述多个固定电极(4、5、6、7、8、9、10、11)包括四个检测电极V_zx+(8)、V_zx-(9)、V_zy+(10)、V_zy-(11)。

7.如权利要求4所述的陀螺仪，其特征在于：所述驱动电极V_x+(4)、V_x-(5)和振子构成一个x轴角振动谐振器，用于所述振子(1)的x轴驱动，驱动所述振子(1)在所述x轴的振动。

8.如权利要求5所述的陀螺仪，其特征在于：所述驱动电极V_y+(6)、V_y-(7)和振子构成一个y轴角振动谐振器，用于所述振子(1)的y轴驱动，驱动所述振子(1)在所述y轴的振动。

9.如权利要求1所述的陀螺仪，其特征在于：所述振子(1)在所述x轴和所述y轴所作振动的振幅相同或不同。