[发明专利]测量微机械单振子三轴陀螺仪的三轴角速度的方法

摘要

本发明公开了一种测量微机械单振子三轴陀螺仪的三轴角速度的方法，对单振子三轴陀螺仪的两驱动轴振动振幅锁定、定频驱动且频率不同，在z轴产生的检测量经过两个频率信号同相解调可以得到xy轴角速度，z轴角速度会在两驱动轴上产生响应，对驱动轴谐振器输出信号进行解调滤波可以z轴角速度，最终实现单振子三轴角速度测量。本发明采用的测量方法，可以提高结构紧凑、体积小的陀螺仪的检测精度。

主权项

1.一种测量微机械单振子三轴陀螺仪的三轴角速度的方法，其利用驱动模块和检测模块对所述陀螺仪的所述三轴角速度进行测算，所述陀螺仪包括驱动电极(4‑7)、振子(1)、驱动模块和检测模块，所述振子(1)可在x轴和/或y轴上进行弹性振动，所述振子(1)表面上设置有多个振子电极Vdc(12)，在所述多个振子电极Vdc(12)上方排布多个固定电极(4‑11)，所述多个固定电极(4‑11)包括四个驱动电极Vx+(4)、Vx‑(5)、Vy+(6)、Vy‑(7)和四个检测电极Vzx+(8)、Vzx‑(9)、Vzy+(10)、Vzy‑(11)，所述驱动电极Vx+(4)、Vx‑(5)、Vy+(6)、Vy‑(7)和所述检测电极Vzx+(8)、Vzx‑(9)、Vzy+(10)、Vzy‑(11)相互交替分布，所述多个振子电极Vdc(12)与所述多个固定电极(4‑11)一一对应，所述驱动电极Vx+(4)、Vx‑(5)和所述振子(1)构成x轴角振动谐振器，所述驱动电极Vy+(6)、Vy‑(7)和振子构成一个y轴角振动谐振器，所述驱动模块连接所述四个驱动电极Vx+(4)、Vx‑(5)、Vy+(6)、Vy‑(7)和所述振子(1)，用于所述x轴角振动谐振器和所述y轴角振动谐振器振动，所述方法包括以下步骤：(1)所述驱动模块驱动所述x轴角振动谐振器和所述y轴角振动谐振器作定频和恒定振幅振动，所述x轴角振动谐振器的振动频率与所述y轴角振动谐振器的振动频率不同，所述x轴角振动谐振器和所述y轴角振动谐振器的振幅恒定，所述驱动模块产生输出量Zout、驱动谐振频率，当有将角速度输入时，所述检测电极Vzx+(8)、Vzx‑(9)、Vzy+(10)、Vzy‑(11)和与所述多个振子电极Vdc(12)之间的电容产生相应的电容变化量ΔCzx+、ΔCzx‑、ΔCzy+、ΔCzy‑；(2)所述电容变化量ΔCzx+、ΔCzx‑、ΔCzy+、ΔCzy‑、所述输出量Zout和所述驱动谐振频率经过检测模块处理后得到所述三轴角速度。