[发明专利]参激放大柔性结构振动微陀螺仪

说明书

本发明公开了参激放大柔性结构振动微陀螺仪，包括基部，从所述基部一侧外伸一柔性梁及柔性梁四周压电层结构，本发明柔性梁四周压电层不与柔性梁粘贴，有一定空隙，而所述柔性梁及柔性梁四周压电层的另一侧与柔性梁末端质量块固持；沿着质量块y和z方向各有一电极板，z向电极板与基部间连接直流和交流电压为驱动方向，y向电极板与基部间连接有直流电压为敏感方向；柔性梁四周压电片连接有交流电压，所取频率为谐振频率的两倍，可以使得柔性梁受到一轴向力而对柔性梁产生参数激励。如果将压电片跟柔性梁粘贴，给压电片通电将会使得柔性梁产生弯矩作用。本发明使得梁的振动幅值增大，从而达到放大振动微陀螺仪信号的作用。

技术领域

本发明涉及惯性传感器领域，是一种可检测旋转物体角速度的振动微陀螺仪。

背景技术

惯性传感器一直是航空航天领域内一项十分重要的器件，作为惯性传感器的重要组成部分，振动微陀螺仪是一类利用振动运动来代替传统自旋运动的陀螺敏感元件。相关技术的振动微陀螺仪主要利用压电驱动检测原理或者静电驱动检测原理制作而成，所述振动微陀螺仪仅靠旋转产生的科氏力使得敏感方向产生振动，从而测得角速度。为了得到振动微陀螺仪更好的工作品质，有必要提出一种新的技术方案提高柔性结构的振动幅值，从而达到放大振动微陀螺仪信号的目的。

发明内容

本发明旨在放大振动微陀螺仪的信号。

本发明是这样实现目的的：

一种振动微陀螺仪，所述振动微陀螺仪包括：基部，从所述基部一侧外伸一柔性梁及柔性梁四周压电片结构；与传统压电振动陀螺仪不同的是，该振动微陀螺仪所述柔性梁四周压电片不与柔性梁粘贴，有一定空隙，而所述柔性梁四周压电片的另一侧与柔性梁末端金属质量块固持；该振动微陀螺仪将采用沿着柔性梁长度方向的x轴，以及垂直于x轴分别在柔性梁两个横向的y轴和z轴，而绕x轴旋转的角速度Ω为需要检测的角速度；沿着金属质量块y和z方向各有一电极板，z向电极板和基部间连接直流和交流电压为驱动方向，y向电极板和基部间连接有直流电压为敏感方向。

作为一种优选实施方式，所述振动微陀螺仪包括第一金属片、金属梁、第二金属片、第三金属片和金属质量块。所述第一金属片作为基部，所述金属梁作为柔性梁，所述第二金属片作为敏感方向电极板，第三金属片作为驱动方向电极板，所述金属质量块作为柔性梁末端质量块。所述柔性梁四周压电片不与柔性梁粘贴，有一定空隙，所述柔性梁四周压电片一侧与所述基部固持，而另一侧与所述金属质量块固持。

作为一种优选实施方式，所述金属梁和梁四周压电片一侧分别固持连接于所述第一金属片的第一表面。所述第二金属片和第三金属片分别与y轴和z轴垂直设置，且分别平行于所述金属质量块与y轴和z轴垂直的两侧表面，所述第二金属片和第三金属片距离所述两侧表面距离相等。所述压电片包括第一压电片、第二压电片、第三压电片和第四压电片，所述柔性梁四周压电片的另一侧均与金属质量块的第五表面固持。

作为一种优选实施方式，所述柔性梁四周压电片连接有交流电压，所取交流电压的频率为谐振频率的两倍，可以使得所述柔性梁受到一轴向力而产生参激共振现象；当所取频率接近谐振频率两倍时发生的共振响应称之为次谐波共振；由于柔性梁振动微陀螺仪利用两个横向(驱动和感应方向)振动以测得角速度，将激励加载到轴向利用参数激励产生共振能够提高两个横向的振动幅值，从而使得柔性梁振动微陀螺仪获得更高的信号品质，实现信号放大的目的。

本发明提供的振动微陀螺仪是在原有静电陀螺仪的基础上增加了参激振动，从而实现振动信号的放大。

附图说明

图1是本发明中振动微陀螺仪沿y和z前向立体结构示意图；

图2是本发明中振动微陀螺仪沿x和z后向立体结构示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。