[发明专利]一种基于反射式斜向莫尔条纹位移检测的微机械陀螺及其实现方法

摘要

本发明公开了一种基于反射式斜向摩尔条纹位移检测的微机械陀螺及其实现方法，属于光学检测领域。该机构由结构层和基底构成。结构层上的敏感移动梳齿和基底上的敏感固定梳齿构成一组测量光栅对，在光源照射下，产生几何干涉，形成莫尔条纹。敏感移动梳齿在科氏力作用下移动，莫尔条纹也会成比例的发生相应的移动，通过后续的信号处理模块可以读取莫尔条纹移动的数目，由该数目求得外界输入的角速度。该发明的有益效果是：1)采用非接触测量，因而对被测表面不会造成破坏；2)测量速度高；3)检测精度高，能够检测到nm尺寸下的位移；4)与电学方法相比较，不会给系统引入未知的静电力，从而造成系统刚度的变化，有利于系统性能的稳定。

主权项

一种基于反射式斜向莫尔条纹位移检测的微机械陀螺，其特征在于：包括结构层(1)和基底(2)，结构层(1)和基底(2)材料均为半导体材料；所述结构层(1)包括质量块(9)、挠性梁(7)、驱动装置和敏感移动梳齿(5)；质量块(9)通过挠性梁(7)悬置于基底(2)的锚点(8)之上，质量块(9)上连接有驱动装置，驱动装置在y方向，即陀螺的驱动方向上产生驱动力，从而带动质量块(9)沿y方向运动；敏感移动梳齿(5)也连接在质量块(9)上，它与置于基底(2)上的敏感固定梳齿(4)相应，两者在xoy平面上的投影成一定的角度θ重叠，0＜θ≤1°；同时敏感移动梳齿(5)在z方向的最低点高于敏感固定梳齿(4)的最高点，以形成两者之间的相对运动空间；敏感固定梳齿(4)的宽度为w1，两个敏感固定梳齿(4)之间的间隙为g1；敏感移动梳齿(5)的宽度为w2，两个敏感移动梳齿(5)之间的垂直距离为g2；他们之间满足关系式：w1+g1≠w2+g2；同时激光光源(3)的波长λ与梳齿之间的间隙以及梳齿的宽度之间的关系满足：0＜w1+g1≤10λ，0＜w2+g2≤10λ。