[发明专利]一种基于隧道磁阻效应的微机械陀螺

摘要

本发明公开了一种基于隧道磁阻效应的微机械陀螺结构装置，主要结构包括基板、垫衬框体，垫衬框体设在基板上方并与基板相连接；永磁体，永磁体设在基板与垫衬框体组合形成的矩形凹槽的中心位置；和微陀螺角速率敏感体，微陀螺角速率敏感体设在垫衬框体的上方并与垫衬框体相连接，且微陀螺角速率敏感体包括对应设在矩形凹槽上方的灵敏测量体，灵敏测量体上表面设有隧道磁敏电阻且隧道磁敏电阻与永磁体位置对应。隧道磁敏电阻可随灵敏测量体沿垂直于所述永磁体上表面的方向振动。根据本发明的微机械陀螺采用整体结构设计，结构合理、紧凑，检测电路简单，使用方便、可靠性好、适合微型化。

主权项

一种基于隧道磁阻效应的微机械陀螺，其特征在于，包括：键合基体、永磁体及微陀螺角速度敏感体，所述键合基体几何中心处具有一凹槽，所述永磁体设置在上述凹槽中心位置；所述微陀螺角速度敏感体设置在永磁体相反于键合基体的一侧，并所述微陀螺角速度敏感体固定在键合基体上；所述微陀螺角速度敏感体包括对应设置在凹槽上方的灵敏测量体，所述灵敏测量体上表面设有隧道磁敏电阻、通孔及置梁槽，所述隧道磁敏电阻位于灵敏测量体上表面中心，并与永磁体位置对应，所述通孔及置梁槽均匀布置在隧道磁敏电阻四周，所述灵敏测量体可在凹槽中进行水平方向及竖直方向的运动；所述微机械陀螺应用公式C水平＝R1(C1+C3+Cj)来计算陀螺水平方向阻尼，应用公式C竖直＝R2(C2+C3+Cj)来计算陀螺竖直方向阻尼，其中R1及R2为经验系数，C1为灵敏测量体与底板间的滑膜阻尼，C2为灵敏测量体与底板间的压膜阻尼，C3为热弹性阻尼；Cj为压膜阻尼与滑膜阻尼的耦合阻尼；所述计算灵敏测量体与底板间的滑膜阻尼，所述计算灵敏测量体与底板间的压膜阻尼，所述计算热弹性阻尼；应用计算灵敏测量体与底板间的压膜阻尼与滑膜阻尼的耦合阻尼，其中S为灵敏测量体面积，Sn为通孔面积，S1为置梁槽面积，N为通孔数量，满足其中K为≥1的正整数，所述d为灵敏测量体与永磁体的间距，所述μ为气体的粘度系数所述m为灵敏测量体的质量，QT为热弹性阻尼的品质因数，ω为灵敏测量体的振动频率，L为灵敏测量体的长。