CN102150012B - 用于角参量检测器的谐振器 - Google Patents

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Abstract

一种用于角参量传感器的谐振器，谐振器具有设有中心杆和导电层的由电绝缘材料制成的铃，导体层具有铃的中心部延伸至铃的周缘的分支，所述分支的个数是不小于7的质数。

Description

用于角参量检测器的谐振器
本发明涉及一种用于诸如速率陀螺仪或自由陀螺仪之类的角参量振动传感器的谐振器。
发明背景
一般来说，用于速率陀螺仪或自由陀螺仪的谐振器包括设置有固定于铃支撑部的中心杆的半球形铃。该铃由电绝缘材料制成，且均匀地涂敷有导电层，以便在铃的周缘上形成电极，在支撑部上电极与电极面对面。对电极供电，以使铃变形成椭圆，并用于检测椭圆的定向。铃所使使用的材料通常是二氧化硅，由于二氧化硅具有很低的固有阻尼(intrinsicdamping)，因而它能确保传感器的精度。导体层通常由金属制成，但表现出机械阻尼和电阻尼上的缺陷(由在赤道附近的导体层中流动的检测电流所带来的电阻损耗而引起)。因此，谐振器的品质还很大程度上受到导电层的影响。振动阻尼还使得谐振器必须增加保持振动的能量，首要地是若谐振器表现出第四阶的几何-谐波缺陷(geometrical harmonic defect)，则通过增加偏差会降低谐振器的性能。
发明目的
本发明的目的在于提供一种用于提高这种谐振器的品质的装置。
发明概述
为此，本发明提供了一种用于角参量传感器的谐振器，该谐振器包括设有中心杆和导电层的由电绝缘材料制成的铃，所述导体层具有从铃的中心部延伸至铃的周缘的分支，所述分支的个数是不小于7的质数。
此外，即使所有需要将电流传输到形成在周缘上的电极的部分都被电连接，但导体层在变形最大且阻尼最小的周缘附近没有覆盖铃的所有部分。通过使用许多(不小于7的质数)个分支，能在抑制导体层对铃的机械行为的影响的同时确保足够的电传导。特别是，上述个数限制了导体层使分谐波(subharmonics)发生在第一、第二、第三、第四几何序中的风险。上述个数还增加了制造缺陷、尤其是导体层与铃定心时的缺陷的公差。
较佳地，导体层有7个分支。
导体层对铃的机械行为的影响被减至最小，并且导体层的制造仍相对简单，尤其在与准备用于电镀导体层的掩模相关的方面。
有利地是，分支的宽度形成为分支在铃的周缘附近所占据的面积大致等于铃在周缘附近的面积的1/10。
本实施例表现出获得低机械阻尼和电阻尼与确保谐振器相对容易制造之间的折衷方法。在铃的极部附近，由于铃的极部上的阻尼不会对性能产生影响，因此导体层覆盖铃的除使谐振器的性能变差的部分之外的几乎所有部分。
根据具体特征，导体层具有覆盖杆的至少纵向部分的部分。
这使得对谐振器的供电变得容易。
根据其它具体特征：
-分支大致沿铃的顶点延伸；
-分支具有平行的或是朝铃的周缘会聚的纵向缘部；以及
-导体层由金属制成，且金属较佳地是铂。
在阅读本发明的非限制性实施例的以下说明后，本发明的其它特征和优点会显现出来。
附图简介
参照以下附图：
图1是本发明谐振器的剖视图；
图2是图1中区域II的具体视图；以及
图3是与图2相似的视图，用于示出一不同的实施例。
发明详述
参照图1和图2，本发明的谐振器能通过现有方法用于例如自由陀螺仪或速率陀螺仪的角参量传感器中，它们均是已知的装置，因而在此不再对它们的结构或是操作进行说明。
本发明的谐振器包括半球形的铃1，该铃1在其中心设有从铃1的内表面3突出的杆2。铃1和杆2由工程二氧化硅(machining silica)制成。
谐振器具有导体层(整体用附图标记4表示)，该导体层4具有覆盖杆2的部分4.1、从部分4.1绕杆2的基部延伸的环状中心部4.2以及从该部分4.2延伸至铃1周缘5的七个分支4.3。分支4.3大致沿铃1的顶点延伸，在本实施例中，分支4.3具有平行的纵向缘部。分支的宽度形成为分支在铃的周缘附近所占据的总面积大致等于铃在周缘附近的面积的1/10。在本实施例中，每个分支的宽度为大约1毫米(mm)。导体层4的厚度约为40纳米(nm)。
导体层4在周缘5上形成有电极，且在周缘5附近能自由上升到铃1的外表面6之上。
在一不同的实施例中，如图3所示，分支4.3能具有朝周缘5分别会聚的纵向缘部(图3中放大表示这种会聚)。
当然，本发明不限定于所说明的实施例，而应当覆盖落在权利要求限定的本发明的范围内任意不同的实施例。
具体地讲，分支的个数是不小于7的质数，尤其是分支的个数可以是7或13。
导体层并不一定要具有环状中心部。

Claims (10)

1.一种用于角参量传感器的谐振器，所述谐振器具有设有中心杆和导电层的由电绝缘材料制成的铃，所述谐振器的特征在于，所述导电层包括从所述铃的中心部延伸至所述铃的周缘的分支，所述分支的个数是不小于7的质数。
2.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述导电层包括7个分支。
3.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述分支的宽度形成为所述分支在所述铃的所述周缘附近所占据的面积等于所述铃在所述周缘附近的面积的1/10。
4.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述导电层具有覆盖所述杆的至少纵向部分的部分。
5.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述导电层具有环状中心部。
6.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述分支沿所述铃的顶点延伸。
7.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述分支具有平行的纵向缘部。
8.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述分支具有朝所述铃的所述周缘会聚的纵向缘部。
9.如权利要求1所述的谐振器，其特征在于，所述导电层由金属制成。
10.如权利要求9所述的谐振器，其特征在于，所述金属是铂。
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