[发明专利]微型三自由度开放式气流陀螺

摘要

本发明涉及一种微型三自由度开放式气流陀螺，包括三自由度开放式角速度敏感元件和与其实现电气连接的PCB电路板，该三自由度开放式角速度敏感元件包括上盖板、上硅板、下硅板和底板，通过层状的敏感元件结构形成开放式的气流网络结构，气流网络包括压电陶瓷振子下面的泵腔、入口敏感室和出口敏感室；上硅板的导流孔的横截面积大于泵腔腔口的横截面积但小于合流口的横截面积；PCB电路板的压电泵驱动电路向上盖板上的压电陶瓷振子提供激励电压，下硅板上的三对平行热线分别作为PCB电路板的三个惠斯登电桥的两个臂。本发明能够提高气流陀螺的灵敏度，并大幅减小体积和功耗。

主权项

一种微型三自由度开放式气流陀螺，其特征在于，包括三自由度开放式角速度敏感元件和与其实现电气连接的PCB电路板，该三自由度开放式角速度敏感元件包括上盖板、上硅板、下硅板和底板，其中：上盖板设有第一孔，该第一孔上设有压电陶瓷振子；上硅板在与上盖板对应的位置设有同样尺寸的第二孔，并设有分别作为上入口通道和上出口通道的两个长孔，上入口通道的长度方向与上出口通道的长度方向垂直；上入口通道在靠近第二孔的一侧收窄并与第二孔相通，形成上合流孔；上入口通道与上出口通道相通，形成导流孔；下硅板设有与上入口通道和上出口通道同样尺寸的两个长孔，分别为下入口通道和下出口通道，下入口通道不与下出口通道相通，下出口通道在与上合流孔相对应的位置收窄形成下合流孔；在下入口通道两端的下硅板表面设有敏感x方向角速度的一对平行热线，在下出口通道的下硅板表面设有敏感y方向角速度的一对平行热线和敏感z方向角速度的一对平行热线；底板开有两个进口和一个出口，该两个进口与下入口通道的两端对应，该出口与下出口通道的末端对应；上盖板、上硅板、下硅板和底板合围形成气流网络，包括压电陶瓷振子下面的泵腔，以及由上入口通道、上出口通道、下入口通道、下出口通道合围而成的入口敏感室和出口敏感室；泵腔在与入口敏感室的相接处形成腔口，入口敏感室的上合流孔、下合流孔形成合流口，上硅板的导流孔的横截面积大于该腔口的横截面积但小于该合流口的横截面积；PCB电路板设有电源、压电泵驱动电路和三个惠斯登电桥，压电泵驱动电路向上盖板上的压电陶瓷振子提供激励电压，下硅板上的三对平行热线分别作为三个惠斯登电桥的两个臂。