[实用新型]一种MEMS陀螺仪

说明书

本实用新型公开一种MEMS陀螺仪，属于惯性测量器件领域。本实用新型的梳齿石英陀螺由具有一定厚度的z切石英晶体经过雕刻或者刻蚀加工而成，包括两个驱动叉指、两个感测叉指、多个驱动电极、多个感测电极和基座。驱动叉指和感测叉指并排布置并且均相距间隔，并关于基座中心线对称。驱动叉指和感测叉指的分离避免了叉指运动的耦合以及布置在叉指上的电极间的寄生耦合，保证了陀螺的测量精度。基座开圆弧槽和方槽结构降低了陀螺的工作模态阶数和工作频率，使得驱动叉指位移增大，还提高了叉指科式振动传递效率，从而增大了输出信号，并且隔离了陀螺的有效模态和干扰模态，保证了陀螺工作的稳定性。本实用新型的梳齿石英陀螺整体结构简单，易于加工。

技术领域

本实用新型属于惯性测量器件领域，更具体地，涉及一种MEMS陀螺仪。

背景技术

陀螺仪作为一种重要的惯性传感器，广泛应用于战略武器制导、航天飞行器导航等军事领域和汽车稳定控制系统、电子玩具等民用领域。但体积大、成本高等缺陷限制了陀螺仪的应用空间。随着MEMS技术在惯性传感器领域的应用，催生了MEMS陀螺。它具有成本低、体积小、可靠性高、结构简单等优点，可进一步满足军事领域和民用领域的应用需求。

目前，硅微陀螺发展很快，这得益于硅微加工工艺。但硅是半导体，导致陀螺电极之间存在漏电现象，且硅的温度稳定性较差，会产生较大的误差信号。而石英本身具有压电效应，可简化陀螺微结构，且石英还具有绝缘性好、温度稳定性较好、高品质因数等优点，是一种优良的MEMS陀螺制造材料。

国外关于MEMS陀螺的研究起步较早，发展也比较成熟，已经实现了批量生产。由于MEMS陀螺在军事领域拥有极其重要的作用，国外精度较高的MEMS陀螺对我国的出口是受限制的。而我国在MEMS陀螺领域的研究相对来说是比较薄弱的，目前已知的单芯片MEMS陀螺仪还存在以下不足：结构较为复杂，加工难度大；体积较大；灵敏度不够高；驱动叉指与感测叉指之间耦合较严重。

因此，需要开发一种新型的陀螺仪以克服现有MEMS陀螺仪的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种MEMS 陀螺仪，其目的在于，提出一种梳齿状的石英陀螺，在结构上简化单芯片 MEMS陀螺结构，减小陀螺体积，在保证带宽合适的前提下提高陀螺灵敏度，减小驱动叉指和感测叉指间的耦合，隔离干扰模态。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种MEMS陀螺仪，其包括梳齿陀螺本体，梳齿陀螺本体包括基座、均设置在基座上的感测叉指和驱动叉指，感测叉指上设置有感测正电极和感测负电极，驱动叉指上设置有驱动正电极和驱动负电极，均设置在基座上的感测叉指和驱动叉指共同并排设置在基座上，并且所有的叉指均相距间隔，所有的驱动叉指相邻布置，并且关于基座的中心线对称，感测叉指也关于基座中心线对称，并且平均分布在驱动叉指的两侧。

进一步的，所述感测叉指和所述驱动叉指数量分别为两个，驱动叉指分别为第一驱动叉指和第二驱动叉指，第一驱动叉指和第二驱动叉指对称位于基座中心线的两侧，感测叉指分别为第一感测叉指和第二感测叉指，第一感测叉指和第二感测叉指也对称位于基座中心线的两侧，驱动叉指上设置有多个驱动负电极和多个驱动正电极，多个感测叉指上设置多个感测正电极和多个感测负电极。

进一步的，所述两个驱动叉指的形状及质量相同，所述两个感测叉指的形状及质量也相同。

进一步的，所述两个驱动叉指的形状及质量与所述两个感测叉指的形状及质量均相同。

进一步的，所述感测叉指和所述驱动叉指呈横截面为矩形的长条状。