[发明专利]回柱形微机械固体波动模态匹配陀螺

摘要

本发明提供了一种回柱形微机械固体波动模态匹配陀螺，包括一个顶端四角含正方体突出的回柱形谐振子、四个在回柱形谐振子顶端正方体突出上或其附近沿谐振子侧面分布的驱动电极、四个在回柱形谐振子顶端正方体突出上或其附近沿谐振子侧面分布的检测电极，四个驱动电极的空间位置与四个检测电极互相垂直。本发明利用回柱形谐振子的驱动模态和检测模态互相匹配进行工作；给回柱形谐振子上的两个驱动电极施加交流电压，由逆压电效应或电容感应效应产生回柱形谐振子在驱动模态振动；当存在输入角速度时，回柱形谐振子的振型向检测模态转变，利用检测电极处压电正效应或电容感应效应产生的敏感信号，经外围电路处理得到输入角速度信号。

主权项

一种回柱形微机械固体波动模态匹配陀螺，包括：驱动电极和检测电极，其特征在于，还包括：一个顶端四角含正方体突出的回柱形谐振子；所述驱动电极为四个在回柱形谐振子顶端正方体突出上或其附近，沿回柱形谐振子侧面分布的驱动电极；所述检测电极为四个在回柱形谐振子顶端正方体突出上或其附近，沿回柱形谐振子侧面分布的检测电极；其中：驱动电极根据驱动方法的不同与回柱形谐振子接触或非接触，检测电极根据检测方法的不同与回柱形谐振子接触或非接触，且四个驱动电极的空间位置与四个检测电极的空间位置互相垂直；利用回柱形谐振子的特殊模态作为参考振动，所述特殊模态是指模态匹配的驱动模态和检测模态，在该特殊模态下回柱形谐振子顶端四角上的正方体突出沿回形四边方向振动；通过在四个驱动电极中的一对驱动电极上施加正弦交流电压，由逆压电效应或电容感应效应产生回柱形谐振子在驱动模态振动；当有垂直于回柱形谐振子底面平面的角速度输入时，在科氏力的作用下，回柱形谐振子的谐振方式会从驱动模态向检测模态变化，检测模态的沿回形四边方向谐振振幅与输入角速度的大小成正比；通过检测回柱形谐振子的四个检测电极上的电压或四个检测电极与回柱形谐振子间感应电容的变化，就可检测出垂直于回柱形谐振子底面平面角速度的大小。