CN101813480A - 一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺，属于微机械惯性传感器领域。在所述陀螺的驱动或检测方向分布有电调谐变面积电容，在所述电调谐变面积电容的每个单元电容中，可动电极的正表面与固定电极的正表面相互平行，其中，所述可动电极的正表面为矩形且固定电极的正表面为三角形或锯齿形，或者所述可动电极的正表面为三角形或锯齿形且固定电极的正表面为矩形；所述三角形正表面仅与所述矩形正表面的一条长边交叠。本发明通过其驱动或检测方向上分布的电调谐变面积电容调节驱动或检测方向的谐振频率，使同批次陀螺器件性能趋于一致；并使驱动与检测方向的谐振频率趋于一致甚至相等，极大地提高了陀螺的灵敏度。

Description

一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺

技术领域

本发明涉及微机械陀螺，属于微机械惯性传感器领域。

背景技术

陀螺是用来测量角速度和角位移的传感器，是惯性传感单元的重要组成部分。从最初利用高速旋转刚体的定轴性对地球的自转现象进行演示至今，陀螺已经过了一百多年的发展历程，转子式陀螺，光学陀螺，微机械陀螺纷纷问世。振动式微机械陀螺的敏感机理是哥里奥利(Coriolis)力，Coriolis力与物体的转动速度成正比，通过检测Coriolis力就能得到物体的转动速度。

在微机械陀螺结构中，有多种检测Coriolis力的方法，其中电容检测是目前最受人们欢迎的一种，有变间距式的电容结构和变面积式的电容结构两种。通过微机械陀螺结构上的设计，物体转动所引入的Coriolis力使得相应的电容发生变化，通过检测电容的变化就能得到物体的转动角速度。

微机械陀螺工作在谐振频率点上，灵敏度、带宽等重要性能指标均与驱动方向和检测方向的频率差相关，设计中需要合理选择两者频率差来实现所需性能。而MEMS加工中，由于加工精度和加工一致性有限，往往难以获得设计所需的频率差，导致器件性能无法达到设计目标。为改善陀螺性能，通常需要对陀螺的谐振频率进行调整，即电调谐，在采用变间距电容结构的陀螺器件中已经得到应用。而传统的梳状栅电容陀螺采用的是变面积式的电容结构，现有的变面积式的电容结构未能对梳状栅电容陀螺的驱动或检测方向的谐振频率进行调整，使得梳状栅电容陀螺的性能无法得到有效地提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺。

本发明的发明构思是：微机械陀螺器件有两个方向，即驱动方向和检测方向，相对应的有驱动质量块与检测质量块，可为同一个质量块，也可为不同的质量块。整个陀螺系统可等效为驱动检测方向两个弹簧质量块系统，其工作原理为：驱动质量块在驱动方向作谐振运动，当有角速度输入时，引起检测质量块在检测方向上的同频率振动，通过检测检测质量块振动幅度的大小，就可以得到输入角速度的大小。驱动方向与检测方向的谐振频率越接近，陀螺的灵敏度越高。传统的微机械梳状栅电容陀螺采用的是变面积式的电容结构，由于现有的变面积式的电容结构未能对陀螺的谐振频率进行调整，使得传统的微机械梳状栅电容陀螺无法对驱动或检测方向的谐振频率进行调节，使陀螺性能无法得到有效地提高。本发明基于传统的微机械梳状栅电容陀螺，在驱动或检测方向上分布有具有电调谐功能的变面积电容，用来对陀螺的驱动或检测方向上的谐振频率进行调节。该电调谐变面积电容的单元可动电极的正表面与单元固定电极的正表面平行，将单元固定电极的正表面形状由传统的矩形改为三角形或锯齿形而单元可动电极的正表面形状仍为矩形，或将单元可动电极的正表面形状由传统的矩形改为三角形或锯齿形而单元固定电极的正表面形状仍为矩形，并且使单元可动电极的正表面与单元固定电极的正表面形成具有一定特征的交叠。在单元固定电极与单元可动电极间施加一电压，即可引入一等效弹性系数改变驱动或检测方向上总的弹性系数，并通过调节单元固定电极与单元可动电极电压差的大小从而实现对微机械梳状栅电容陀螺的驱动或检测方向上的谐振频率的调节。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：该具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺的驱动或检测方向分布有电调谐变面积电容，在所述电调谐变面积电容的每个单元电容中，可动电极的正表面与固定电极的正表面相互平行，其特征是：所述可动电极的正表面为矩形且固定电极的正表面为三角形或锯齿形，或者所述可动电极的正表面为三角形或锯齿形且固定电极的正表面为矩形；所述三角形正表面仅与所述矩形正表面的一条长边交叠。

进一步地，本发明所述锯齿形正表面的锯齿为三角形且所述三角形锯齿仅与所述矩形正表面的一条长边交叠。

进一步地，本发明所述锯齿形正表面的锯齿为梯形且所述梯形锯齿仅与所述矩形正表面的一条长边交叠，交叠部分呈三角形。

进一步地，本发明所述锯齿形正表面的锯齿为梯形且所述梯形锯齿仅与所述矩形正表面的一条长边交叠，交叠部分呈梯形，所述梯形交叠部分的底边与所述矩形正表面的长边平行。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)由于微机械加工工艺的离散性导致现有的梳状栅电容陀螺的驱动与检测方向谐振频率的差值具有较大的离散性，难以获得一致的性能，而本发明可克服这一缺陷，通过其驱动或检测方向上分布的电调谐变面积电容调节驱动或检测方向的谐振频率，使同批次陀螺器件性能趋于一致。

(2)本发明可克服由于驱动与检测方向的谐振频率差值过大而导致的陀螺灵敏度不高的缺陷。通过其驱动或检测方向上分布的电调谐变面积电容调节驱动或检测方向的谐振频率，使驱动与检测方向的谐振频率趋于一致甚至相等，可极大地提高陀螺的灵敏度。

附图说明

图1是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第一种单边电容俯视图；

图2是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第二种单边电容俯视图；

图3是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第三种单边电容俯视图；

图4是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第四种单边电容俯视图；

图5是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第一种差分电容俯视图；

图6是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第二种差分电容俯视图；

图7是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第三种差分电容俯视图；

图8是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为三角形时的第四种差分电容俯视图；

图9是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为锯齿形时的第一种差分电容俯视图；

图10是本发明微机械梳状栅电容陀螺当单元固定电极为锯齿形时的第二种差分电容俯视图；

图11是本发明微机械梳状栅电容陀螺当锯齿形单元可动电极的各锯齿为梯形时的第一种结构俯视图；

图12是本发明微机械梳状栅电容陀螺当锯齿形单元可动电极的各锯齿为梯形时的第二种结构俯视图；

图13是本发明微机械梳状栅电容陀螺的剖面结构示意图；

图14是图13的俯视图；

图15是本发明微机械梳状栅电容陀螺的一种固定电极分布示意图。

图中：1.单元可动电极，2.单元固定电极，3.驱动质量块，4.检测质量块，5.栅条，6.电调谐叉指，7.普通叉指，8.驱动梁，9.检测梁，10.固定电极衬底，11.引出电极，12.外框，a.矩形单元可动电极的宽度，b.矩形单元可动电极的长度，c.直角三角形单元固定电极底边的长度，d.直角三角形单元固定电极的高度，h.单元可动电极与单元固定电极的间距，e.单元可动电极与单元固定电极的初始交叠宽度，s.单元可动电极与单元固定电极的交叠面积，x.单元可动电极的位移，m.三角形单元固定电极的底边长度，f.三角形单元固定电极的高度。

具体实施方式

如图1～图12所示，在本发明具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺的电调谐电容中，单元可动电极1的正表面是指与单元固定电极2正对的表面，单元固定电极2的正表面是指与单元可动电极1正对的表面。每个单元可动电极1的正表面与单元固定电极2的正表面相互平行。

如图1至图8所示，当单元可动电极1的正表面为矩形，单元固定电极2的正表面为三角形时，单元固定电极2的三角形正表面仅与单元可动电极1的矩形正表面的一条长边交叠；当单元可动电极1的正表面为矩形，单元固定电极2的正表面为锯齿形时，如图9-10所示，若单元固定电极2的各锯齿为三角形，则各锯齿仅与单元可动电极1的矩形正表面的一条长边交叠。

图13所示为本发明具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺的剖面结构示意图，栅条5即为单元可动电极1，电调谐叉指6即为电调谐电容的单元固定电极2，普通叉指7即为传统变面积电容的单元固定电极2。外框12固定在固定电极衬底10上，电调谐叉指6和普通叉指7固定在固定电极衬底10上，驱动质量块3通过驱动梁8与外框12相连，检测质量块4通过检测梁9与驱动质量块3相连而成为驱动质量块3的一部分，电信号通过引出电极11输入或输出，如图14所示。驱动梁8与检测梁9除可以为U型梁、直梁、折叠梁等，而陀螺驱动方向和检测方向也是相对的，依设计而定。

如图13-15所示，X轴方向为驱动方向，Y轴方向为检测方向，驱动质量块3可在X轴方向上运动，检测质量块4可在X轴方向及Y轴方向上运动。驱动质量块3同检测质量块4一起在X轴方向上作谐振运动，当输入一角速度时，引起检测质量块4在Y轴方向上的同频率振动。驱动方向与检测方向的谐振频率越接近，引起的检测质量块4在Y轴方向上的振动幅度也越大，陀螺灵敏度也越高。传统的梳状栅电容陀螺无法对驱动或检测方向上的谐振频率进行调节，故陀螺性能无法得到有效地提高。而本发明梳状栅电容陀螺在驱动方向或检测方向上分布一定数量的电调谐变面积电容，可以对驱动方向或检测方向的弹性系数进行调节从而调节驱动或检测方向的谐振频率。

如图1所示，当单元固定电极2的正表面为三角形时，该三角形单元固定电极2的正表面仅与单元可动电极1的矩形正表面的一条长边交叠且形成三角形的交叠区域，三角形单元固定电极2的一条边与矩形单元可动电极1的长边平行且三角形单元固定电极2的这条边在三角形交叠区域外。单元固定电极2与单元可动电极1的电压差为V，三角形单元固定电极2底边的长度为m，三角形单元固定电极2的长度为f，单元可动电极1沿X轴方向的位移为x。由图1可见，单元可动电极1与单元固定电极2的交叠部分的形状为三角形，交叠区域的面积为s。当单元可动电极1沿X轴正方向产生位移x后，根据三角形的面积计算公式：s＝底边长度×高度/2，可得单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域的面积s为：

$S=\frac{1}{2}\·\frac{m}{f}\·(e-x)\·(e-x)$

根据平板电容公式可得到电容大小为：

$C=\mathrm{\ξ}\·\frac{S}{h}=\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{1}{2}\·\frac{m}{f}\·(e-x)\·(e-x)$

根据切向静电力公式得到切向静电力大小，即在X轴方向上的静电力大小为：

$F_x=\frac{1}{2}\·\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dx}}\·V^2=\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{\mathrm{dS}}{\mathrm{dx}}$

最终得到在X轴方向上的等效弹性系数为：

$k_x=-\frac{{\mathrm{dF}}_x}{\mathrm{dx}}=-\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{m}{f}$

如图2所示，当单元固定电极2的正表面为三角形时，单元固定电极2仅与单元可动电极1的矩形正表面的一条长边交叠。并且，三角形单元固定电极2的一条边与矩形单元可动电极1的长边平行且三角形单元固定电极2的这条边与矩形单元可动电极1交叠。此时，单元可动电极1与单元固定电极2的交叠部分的形状为梯形，交叠区域的面积为s。根据梯形的面积计算公式：s＝(上底长度+下底长度)×高度/2，得到单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域的面积s为：

$S=\frac{1}{2}\·[m+\frac{f-(e-x)}{f}\·m]\·(e-x)$

根据平板电容公式可得到电容大小为：

$C=\mathrm{\ξ}\·\frac{S}{h}=\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·S=\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{1}{2}\·[m+\frac{f-(e-x)}{f}\·m]\·(e-x)$

根据切向静电力公式得到切向静电力大小，即在X轴方向上的静电力大小 $F_x=\frac{1}{2}\·\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dx}}\·V^2=\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{\mathrm{dS}}{\mathrm{dx}}$ 为：

最终得到在X轴方向上的等效弹性系数为：

$k_x=-\frac{{\mathrm{dF}}_x}{\mathrm{dx}}=\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{m}{f}$

为方便说明本发明的技术方案，以下假设三角形单元固定电极2底边的长度m为2000um，三角形单元固定电极2的高度f为10um，单元可动电极1与单元固定电极2的间距h为1.5um，单元固定电极2与单元可动电极1的电压差V为15V。在梳状栅电容微机械陀螺系统中，假设检测质量块质量m_s为5.1882×10^-6kg，检测方向的弹性系数k为591.19N/m，在未进行电调谐之前，根据谐振频率计算公式得到系统谐振频率f为：

$f=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\·\sqrt{\frac{k}{m_s}}=1.6989\×{10}^3\mathrm{Hz}$

如图1所示，当三角形单元固定电极2的一条边与矩形单元可动电极1的长边平行且三角形单元固定电极2的这条边位于交叠区域外时，引入的等效弹性系数为负的常数。一组单边电容引入的等效弹性系数为-0.1328N/m，在检测方向分布40组单边电容，引入的等效弹性系数为-5.3120N/m，总的弹性系数为原弹性系数与引入的等效弹性系数之和，即585.878N/m，进行电调谐之后的谐振频率为1.6913×10³Hz，检测方向的谐振频率减小7.6Hz。

如图2所示，当三角形单元固定电极2的一条边与矩形单元可动电极1的长边平行且三角形单元固定电极2的这条边与矩形单元可动电极1交叠时，引入的等效弹性系数为正的常数。一组单边电容引入的等效弹性系数为0.1328N/m，在检测方向分布40组单边电容，引入的等效弹性系数为5.3120N/m，总的弹性系数为原弹性系数与引入的等效弹性系数之和，即596.502N/m，进行电调谐之后的谐振频率为1.7065×10³Hz，检测方向的谐振频率增大7.6Hz。

如图3所示，单元固定电极2的正表面为直角三角形且仅与单元可动电极1的矩形正表面的一条长边交叠，直角三角形单元固定电极2的一条直角边与单元可动电极1的矩形正表面的长边平行，且直角三角形单元固定电极2的直角位于单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域外，该交叠区域呈直角三角形。单元固定电极2与单元可动电极1的电压差为V；单元可动电极1的位移为x，x为单元可动电极1在X轴方向上的位移，既可为正，也可为负；单元可动电极1与单元固定电极2的初始交叠宽度为e；直角三角形单元固定电极2的高度为d，直角三角形单元固定电极2的底边的长度为c；如图13所示，单元可动电极1与单元固定电极2的间距为h。在单元可动电极1沿X轴方向运动时，单元可动电极1与单元固定电极2的间距h不变。单元可动电极1与单元固定电极2的交叠部分的形状为直角三角形，交叠区域的面积为s。当单元可动电极1沿X轴正方向产生位移x后，该交叠部分的直角三角形底边长度为e-x，高度为

根据三角形的面积计算公式：s＝底边长度×高度/2，得到单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域的面积s为：

$S=\frac{1}{2}\·(e-x)\·(e-x)\·\frac{d}{c}$

根据平板电容公式可得到电容大小为：

$C=\mathrm{\ξ}\·\frac{S}{h}=\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{1}{2}\·(e-x)\·(e-x)\·\frac{d}{c}$

根据切向静电力公式得到切向静电力大小，即在X轴方向上的静电力大小为：

$F_x=\frac{1}{2}\·\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dx}}\·V^2=\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{\mathrm{dS}}{\mathrm{dx}}$

最终得到在X轴方向上的等效弹性系数为：

$k_x=-\frac{d{F}_x}{\mathrm{dx}}=-\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{d}{c}$

如图4所示，单元固定电极2的正表面为直角三角形且仅与单元可动电极1的矩形正表面的一条长边交叠，直角三角形单元固定电极2的一条直角边与单元可动电极1的矩形正表面的长边平行，且直角三角形单元固定电极2的直角位于单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域内，该交叠区域呈梯形。当单元可动电极1沿X轴正方向产生位移x后，该梯形上底长度为

下底长度为d，高度为e-x。根据梯形的面积计算公式：s＝(上底长度+下底长度)×高度/2，得到单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域的面积s为：

$S=\frac{1}{2}\·[d+\frac{c-(e-x)}{c}\·d]\·(e-x)$

根据平板电容公式可得到电容大小为：

$C=\mathrm{\ξ}\·\frac{S}{h}=\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·S=\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{1}{2}\·[d+\frac{c-(e-x)}{c}\·d]\·(e-x)$

根据切向静电力公式得到切向静电力大小，即在X轴方向上的静电力大小为： $F_x=\frac{1}{2}\·\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dx}}\·V^2=\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{\mathrm{dS}}{\mathrm{dx}}$

最终得到在X轴方向上的等效弹性系数为：

$k_x=-\frac{{\mathrm{dF}}_x}{\mathrm{dx}}=\frac{1}{2}\·V^2\·\frac{\mathrm{\ξ}}{h}\·\frac{d}{c}$

为方便说明本发明的技术方案，以下假设矩形单元可动电极1的宽度a为10um，矩形单元可动电极1的长度b为2100um，直角三角形单元固定电极2底边的长度c为10um，直角三角形单元固定电极2的高度d为2000um，单元可动电极1与单元固定电极2的间距h为1.5um，单元固定电极2与单元可动电极1的电压差V为15V。

如图3所示，当直角三角形单元固定电极2的直角位于单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域外时，引入的等效弹性系数为负。一组单边电容引入的等效弹性系数为-0.1328N/m，在陀螺的检测方向分布40组单边电容，引入的等效弹性系数为-5.3120N/m，总的弹性系数为原弹性系数与引入的等效弹性系数之和，即585.878N/m，进行电调谐之后的谐振频率为1.6913×10³Hz，陀螺的检测方向的谐振频率减小7.6Hz。

如图4所示当直角三角形单元固定电极2的直角位于单元可动电极1与单元固定电极2的交叠区域内时，引入的等效弹性系数为正，一组单边电容引入的等效弹性系数为0.1328/m，在陀螺的检测方向分布40组单边电容，引入的等效弹性系数为5.3120/m，总的弹性系数为原弹性系数与引入的等效弹性系数之和，即596.502N/m，进行电调谐之后的谐振频率为1.7065×10³Hz，检测方向的谐振频率增大7.6Hz。

当单元电容为差分电容时，如图5～图8所示，其单边引入的等效弹性系数的计算方法与前述方法相同，而该差分电容整体引入的等效弹性系数则为单边引入的等效弹性系数的两倍。其中，在电容的结构参数和个数确定且单元固定电极2与单元可动电极1的电压差V为定值时，图5和图7所示的变面积电容引入的等效弹性系数为负数且为常数，图6和图8所示的变面积电容引入的等效弹性系数为正数且为常数。

当单元固定电极2的正表面为锯齿形时，如图9、10所示，各锯齿为三角形，每个锯齿仅与单元可动电极1的矩形正表面的一条长边交叠。每个锯齿与单元可动电极1的矩形正表面形成一个三角形锯齿电容结构，单个三角形锯齿电容结构所引入的等效弹性系数的计算方法与前述方法相同，整个电容结构引入的等效弹性系数为单元固定电极2的所有三角形锯齿电容结构引入的等效弹性系数之和。

同理，若单元可动电极1的正表面为三角形、单元固定电极2的正表面为矩形(未在图中示出)，则按上述计算方法可以知道，在电容的结构参数和个数确定且单元固定电极2与单元可动电极1的电压差V为定值时，具有该结构的整个电容所引入的等效弹性系数为或为负数或为正数，且均为常数。

图11和图12示出了单元可动电极1的正表面为锯齿形且各锯齿为梯形、同时单元固定电极2的正表面为矩形的本发明变面积电容结构的结构示意图。

如图11中的单元可动电极1的锯齿形正表面的各锯齿为梯形且各梯形锯齿仅与单元固定电极2的矩形正表面的一条长边交叠，交叠区域呈三角形，每个锯齿与单元固定电极2的矩形正表面形成一个梯形锯齿电容结构。此时，单个梯形锯齿电容结构所引入的等效弹性系数的计算方法与前述交叠部分呈三角形的电容的计算方法相同。在电容的结构参数和个数确定且单元固定电极2与单元可动电极1的电压差V为定值时，整个电容结构引入的等效弹性系数为单元固定电极2的所有梯形锯齿电容结构引入的等效弹性系数之和，且或为负数或为正数，且均为常数。

如图12中的单元可动电极1的锯齿形正表面的各锯齿为梯形且各梯形锯齿仅与单元固定电极2的矩形正表面的一条长边交叠，交叠区域呈梯形，且梯形交叠部分的底边与所述矩形正表面的长边平行。每个锯齿与单元固定电极2的矩形正表面形成一个梯形锯齿电容结构。此时，单个梯形锯齿电容结构所引入的等效弹性系数的计算方法与前述交叠部分呈梯形的电容的计算方法相同。在电容的结构参数和个数确定且单元固定电极2与单元可动电极1的电压差V为定值时，整个电容结构引入的等效弹性系数为单元固定电极2的所有梯形锯齿电容结构引入的等效弹性系数之和，且或为负数或为正数，且均为常数。

同理，单元固定电极2的正表面为锯齿形且各锯齿为梯形、同时单元可动电极1的正表面为矩形的本发明变面积电容结构(未在图中示出)所引入的等效弹性系数为或为负数或为正数，在电容的结构参数和个数确定且单元固定电极2与单元可动电极1的电压差V为定值时均为常数。

以下举例说明。在梳状栅电容微机械陀螺系统中，检测质量块4的质量为5.1882×10^-6kg，驱动质量块3的质量为1.0227×10^-5kg，检测方向的弹性系数为591.19N/m，检测方向的弹性系数为1145N/m，则未进行电调谐之前，检测方向的谐振频率为1699Hz，驱动方向上谐振频率为1684Hz。通过上述电容结构在检测方向引入一值为-10.36N/m的弹性系数，可将检测方向的谐振频率调节至与驱动方向相同，或在驱动方向引入一值为20.5N/m的弹性系数，可将驱动方向的谐振频率调节至与检测方向相同，也可同时在驱动或检测方向上引入一定的弹性系数，使驱动与检测方向的谐振频率均调节至同一个频率，从而有效地提高陀螺的灵敏度。

综上可见，通过调节本发明微机械梳状栅电容陀螺中驱动或检测方向上的电调谐变面积电容的单元固定电极2与单元可动电极1的电压差的大小，即可实现对微机械梳状栅电容陀螺驱动或检测方向上弹性系数的调节，从而调节驱动或检测方向上的谐振频率，简单、方便。

Claims (4)

1.一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺，其特征是：在所述陀螺的驱动或检测方向分布有电调谐变面积电容，在所述电调谐变面积电容的每个单元电容中，可动电极的正表面与固定电极的正表面相互平行，其特征是：所述可动电极的正表面为矩形且固定电极的正表面为三角形或锯齿形，或者所述可动电极的正表面为三角形或锯齿形且固定电极的正表面为矩形；所述三角形正表面仅与所述矩形正表面的一条长边交叠。

2.根据权利要求1所述的一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺，其特征是：所述锯齿形正表面的锯齿为三角形且所述三角形锯齿仅与所述矩形正表面的一条长边交叠。

3.根据权利要求1所述的一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺，其特征是：所述锯齿形正表面的锯齿为梯形且所述梯形锯齿仅与所述矩形正表面的一条长边交叠，交叠部分呈三角形。

4.根据权利要求1所述的一种具有电调谐功能的微机械梳状栅电容陀螺，其特征是：所述锯齿形正表面的锯齿为梯形且所述梯形锯齿仅与所述矩形正表面的一条长边交叠，交叠部分呈梯形，所述梯形交叠部分的底边与所述矩形正表面的长边平行。

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