CN104089612A - 基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪。该陀螺仪包括垂直两层，上层为硅微陀螺仪的机械模块，下层为敷有信号引线的玻璃衬底，陀螺仪的机械模块由两个完全相同的子模块构成，且水平对称放置，两个敏感质量块之间分别通过驱动耦合折叠梁和横梁在驱动方向和敏感方向连接，使得两个敏感质量块在驱动模态和检测模态都相互关联。每个子模块包括敏感质量块、驱动模块、驱动反馈模块、检测模块、驱动支承梁、驱动反馈支承梁、检测支承梁、驱动解耦梁、检测解耦梁、检测耦合支承梁、以及固定锚点。本发明中的两个子模块采用同频反相驱动模式，检测模块实现差分检测，能有效抑制外界冲击、温度以及加工缺陷的影响，抗共模误差能力强。

Description

基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪

技术领域

本发明属于微电子机械系统和微惯性测量领域，特别涉及一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪。

背景技术

机械模块与电子系统的微型化与集成——微机电系统(MEMS)技术的出现，给惯性传感器领域带来一场革命。其中，硅微陀螺仪具有微型化与集成化、高可靠性、低功耗、易于数字化和智能化、动态性能好等优异性能。随着性能的不断提高，硅微陀螺仪已经取代了部分传统的陀螺仪，在消费类电子、汽车工业、生物医药等领域取得了广泛的应用。

现有技术中，双质量块硅微陀螺仪采用两个子模块相互独立、即两个敏感质量块在驱动模态和检测模态都不关联，或者两个敏感质量块在驱动模态关联而在检测模态不关联的模块设计方式，这就使得两个子模块的驱动和检测模态振动频率不能完全一致，且容易受到同相模态、扭转模态等干扰模态的影响，难以实现准确的差分检测，抗共模干扰能力差；同时，硅微陀螺仪多采用不解耦或者半解耦模块形式，驱动模态和检测模态之间存在较大的耦合，在无哥氏力效应的情况下，其驱动模态的振动能量也会耦合到检测模态，产生较大的输出误差。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，两个敏感质量块在驱动模态和检测模态都关联，其可达到振动特性一致、振动平稳、全解耦、驱动幅度大、检测灵敏度高、抗干扰能力强、误差小的效果。

本发明提供一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其包括：

玻璃衬底(1c)，其上布置有多个金属电极，且每一所述金属电极上设有多个键合点(18a1、18a2、18a3、18a4、18a5、18a6)；

机械模块(1d)包含两子模块(1a、1b)，且两子模块(1a、1b)对称设在所述衬底上，且一所述子模块包括敏感质量块(4a)、驱动模块(5a1)、驱动反馈模块(5a2)、检测模块(6a1、6a2)、驱动支承梁(7a1、7a2)、驱动反馈支承梁(7a3、7a4)、检测支承梁(8a1、8a2、8a3、8a4)、驱动解耦梁(10a1、10a2)、检测解耦梁(9a1、9a2)、检测耦合支承梁(11a1、11a2、11a3、11a4)、以及固定锚点(13a1、13a2、13a3、13a4)；

其中，两所述敏感质量块(4a、4b)之间通过驱动耦合折叠梁(2a，2b)和横梁(3a，3b)连接，固定锚点(13a1、13a2、13a3、13a4、13a5、13a6)固接在所述衬底上的键合点(18a1、18a2、18a3、18a4、18a5、18a6)上。

进一步地，所述驱动模块(5a1)与所述驱动反馈模块(5a2)对称放置于每一所述敏感质量块(4a)的两侧，所述驱动模块(5a1)通过所述检测解耦梁(9a1)与所述敏感质量块(4a)相连；所述驱动反馈模块(5a2)通过所述检测解耦梁(9a2)与所述敏感质量块(4a)相连；两所述检测模块(6a1、6a2)对称放置于敏感质量块(4a)的另两侧，并分别通过驱动解耦梁(10a1、10a2)与敏感质量块(4a)相连；所述驱动模块(5a1)通过所述驱动支承梁(7a1、7a2)与所述固定锚点(13a1、13a2)相连，所述驱动反馈模块(5a2)通过所述驱动反馈支承梁(7a3、7a4)与所述固定锚点(13a3、13a4)相连，所述检测模块(6a1、6a2)通过所述检测支承梁(8a1、8a2、8a3、8a4)与所述固定锚点(13a1、13a2、13a3、13a4)相连。

进一步地，所述子模块(1a)沿着过其中心点的驱动方向对称，且同时沿着过其中心点的检测方向对称。

进一步地，所述金属电极包括公共电极(19a)、驱动电极(20a1、20a2)，所述驱动模块(5a1)还包括与所述公共电极(19a)连接的活动驱动梳齿(14a1、14a2)、与所述驱动电极(20a1、20a2)连接的固定驱动梳齿锚点(13a7、13a8、13a9、13a10)和设置于固定驱动梳齿锚点(13a7、13a8、13a9、13a10)上的固定驱动梳齿(15a1、15a2、15a3、15a4)。

进一步地，所述金属电极包括公共电极(19a)、驱动反馈电极(21a1、21a2)，所述驱动反馈模块(5a2)包括与所述公共电极(19a)连接的活动驱动反馈梳齿(14a3、14a4)，与所述驱动反馈电极(21a1、21a2)连接的固定驱动反馈梳齿锚点(13a11、13a12、13a13、13a14)和设置于固定驱动反馈梳齿锚点(13a11、13a12、13a13、13a14)上的固定驱动反馈梳齿(15a5、15a6、15a7、15a8)。

进一步地，所述金属电极包括公共电极(19a)、检测电极(22a1、22a2)，所述检测模块(6a1、6a2)还包括与所述公共电极(19a)连接的活动检测梳齿(16a1、16a2、16a3、16a4)，与所述检测电极(22a1、22a2)连接的固定检测梳齿锚点(13a15、13a16、13a17、13a18、13a19、13a20、13a21、13a22、13a23、13a24、13a25、13a26、13a27、13a28、13a29、13a30)和设置于固定检测梳齿锚点(13a15、13a16、13a17、13a18、13a19、13a20、13a21、13a22、13a23、13a24、13a25、13a26、13a27、13a28、13a29、13a30)上的固定检测梳齿(17a1、17a2、17a3、17a4、17a5、17a6、17a7、17a8、17a9、17a10、17a11、17a12、17a13、17a14、17a15、17a16)。

进一步地，所述驱动模块(5a1)、所述驱动反馈模块(5a2)、所述检测模块(6a1、6a2)和所述敏感质量块(4a)两两之间保持一定间隔，所述驱动模块(5a1)、所述驱动反馈模块(5a2)和所述检测模块(6a1、6a2)各配置有支承梁。

进一步地，所述驱动模块(5a1)和所述驱动反馈模块(5a2)用于在水平方向振动，所述检测模块(6a1、6a2)用于在垂直方向振动；所述敏感质量块(4a)用于在平面内水平和垂直方向运动。

进一步地，所述两子模块(1a、1b)在驱动状态和检测状态下同为同频反相工作模式，所述检测模块(6a1、6a2、6b1、6b2)实现差分检测。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

(1)驱动模块通过驱动耦合折叠梁连接，实现两个敏感质量块在驱动模态的关联；检测模块通过检测耦合支承梁和横梁连接，实现两个敏感质量块在检测模态的关联；两个敏感质量块在驱动模态和检测模态都关联使得两个子模块的驱动、检测模态固有频率相同，进而保证两个子模块的振动特性趋于一致；

(2)基座直梁对检测运动进行调整，限制了检测同相、扭转等干扰模态，并调节驱动模态与检测模态之间的频差；

(3)两个子模块完全相同并对称放置，驱动采用同频反相模式，当有角速度输入时，检测模态也工作在同频反相模式，检测模块实现差分检测，能有效抑制外界冲击、温度以及加工缺陷的影响，抗共模误差能力强；

(4)驱动模块中的梳齿电容采用变面积形式，滑膜阻尼小，驱动振幅大，品质因数较高；检测模块中的梳齿电容采用变间距形式，电容变化量大，陀螺仪的灵敏度高；

(5)驱动模块、驱动反馈模块、检测模块、敏感质量块相互独立，驱动模块、驱动反馈模块、检测模块有各自独立的支承梁，从而实现了陀螺仪驱动模态和检测模态之间的全解耦，正交误差小，输出精度高。

附图说明

图1为本发明微陀螺仪的平面结构示意图；

图2为本发明图1中微陀螺仪的驱动模块和驱动反馈模块示意图；

图3为本发明图1中微陀螺仪的检测模块示意图；

图4为本发明图1中微陀螺仪的衬底平面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明微陀螺仪的平面结构示意图。如图1所示，本发明提供一种微陀螺仪，实现对垂直于陀螺仪机械模块水平面的输入角速度的测量。该微陀螺仪包括垂直两层，上层为硅微陀螺仪的机械模块，下层为敷有信号引线的玻璃衬底。陀螺的机械模块1d由两个完全相同的子模块1a、1b构成，两个子模块1a、1b都是角速度测量单元，且水平对称放置；两个敏感质量块4a、4b之间通过驱动耦合折叠梁2a、2b建立驱动模态的关联，通过横梁3a、3b建立检测模态的关联，横梁3a，3b通过基座直梁12a1、12a2、12b1、12b2与固定锚点13a5、13a6、13b5、13b6连接，建立关联后的两个子模块可以等效为两自由度的振动系统，在驱动模态和检测模态都工作在同频反相的状况下，两个子模块的固有频率相同，从而保证了两个子模块的振动特性趋于一致。

其中，所述微陀螺仪机械1d优选地为单晶硅材料、多晶硅材料；

子模块1a、1b通过驱动支承梁7a1、7a2、7b3、7b4、驱动反馈支承梁7a3、7a4、7b1、7b2、检测支承梁8a1、8a2、8a3、8a4、8b1、8b2、8b3、8b4与固定锚点13a1、13a2、13a3、13a4、13b1、13b2、13b3、13b4相连，固定锚点13a1、13a2、13a3、13a4、13a5、13a6、13b1、13b2、13b3、13b4、13b5、13b6分别固接于玻璃衬底上的键合点18a1、18a2、18a3、18a4、18a5、18a6、18b1、18b2、18b3、18b4、18b5、18b6上，使得硅微陀螺仪的机械模块悬空；

其中，子模块1a、1b包括敏感质量块4a、4b、驱动模块5a1、5b2、驱动反馈模块5a2、5b1、检测模块6a1、6a2、6b1、6b2、驱动支承梁7a1、7a2、7b3、7b4、驱动反馈支承梁7a3、7a4、7b1、7b2、检测支承梁8a1、8a2、8a3、8a4、8b1、8b2、8b3、8b4、驱动解耦梁10a1、10a2、10b1、10b2、检测解耦梁9a1、9a2、9b1、9b2、检测耦合支承梁11a1、11a2、11a3、11a4、11b1、11b2、11b3、11b4以及固定锚点13a1、13a2、13a3、13a4、13b1、13b2、13b3、13b4。

其中，驱动模块5a1、5b2和驱动反馈模块5a2、5b1对称放置于敏感质量块4a、4b的水平两侧，驱动模块5a1、5b2通过检测解耦梁9a1、9b2与敏感质量块4a、4b相连，以驱动敏感质量块4a、4b运动，驱动模块5a1、5b2通过驱动支承梁7a1、7a2、7b3、7b4与固定锚点13a1、13a2、13b3、13b4相连，使得驱动模块被限制在水平方向运动，因此驱动运动只能沿水平方向。

其中，驱动反馈模块5a2、5b1通过检测解耦梁9a2、9b1与敏感质量块4a、4b相连，以检测敏感质量块4a、4b驱动方向的运动并反馈给驱动模块，从而实现对驱动运动的调整，驱动反馈模块5a2、5b1通过驱动反馈支承梁7a3、7a4、7b1、7b2与固定锚点13a3、13a4、13b1、13b2相连，驱动反馈模块被限制在水平方向运动，因此驱动反馈模块只能敏感驱动方向的运动。

其中，两个检测模块6a1、6a2、6b1、6b2对称放置于敏感质量块4a、4b的垂直两侧，并通过驱动解耦梁10a1、10a2、10b1、10b2与敏感质量块4a、4b相连，以检测敏感质量块4a、4b检测方向的运动，检测模块6a1、6a2、6b1、6b2通过检测支承梁8a1、8a2、8a3、8a4、8b1、8b2、8b3、8b4与固定锚点13a1、13a2、13a3、13a4、13b1、13b2、13b3、13b4相连，检测模块6a1、6a2、6b1、6b2被限制在垂直方向振动，因此检测模块只能敏感垂直方向的运动。

本发明通过以上模块设置，驱动模态和检测模态之间实现了全解耦；敏感质量块4a、4b可以有平面内水平、垂直两自由度的运动，从而建立驱动和检测两个方向之间的哥氏力耦合。

图2为本发明图1中微陀螺仪的驱动模块和驱动反馈模块示意图。如图2所示，驱动模块5a1、5b2采用梳齿电容静电驱动形式，相对于敏感质量块4a、4b，沿水平方向放置，且均位于子模块1a、1b的外侧；驱动模块5a1、5b2各包含两组梳齿，两组梳齿垂直对称布置，然而也可改变梳齿模块的组数而不影响本发明的实现。如图2所示，驱动模块5a1中的上部梳齿模块还包括：活动驱动梳齿14a1位于中间，可沿驱动方向运动，固定驱动梳齿15a1、15a2分别位于活动驱动梳齿14a1的水平两侧，并与固定驱动梳齿锚点13a7、13a9相连接，同时，固定驱动梳齿锚点13a7、13a9分别固接在玻璃衬底上的键合点18a7、18a9上，并分别与驱动电极20a1、20a2连接，当在驱动电极20a1、20a2分别施加相位相反的交流电压±U_dsinω_dt，并叠加相同的直流偏置电压U_p，并将连接于敏感质量块4a的公共电极19a接地，因此活动驱动梳齿14a1上的电平为零的情况下，活动驱动梳齿14a1受到的驱动力为：

$F_d=\frac{{4n}_0\mathrm{h\ϵ}}{d}{U}_p{U}_d\sin {\mathrm{\ω}}_{d}t---\left(1\right)$

式中，n₀为活动驱动梳齿14a1的单边梳齿个数，h为梳齿的厚度，ε为介电常数，d为梳齿间隙。在驱动力F_d的作用下，驱动模块5a1通过检测解耦梁9a1推动敏感质量块4a振动。

驱动反馈模块5a2、5b1用于检测驱动振动，并反馈给驱动模块5a1、5b2使其做出调整，从而实现闭环驱动。驱动反馈模块5a2、5b1相对于敏感质量块4a、4b沿水平方向放置，且均位于子模块1a、1b的内侧；驱动反馈模块5a2、5b1与驱动模块5a1、5b2的构成完全相同，各包含两组梳齿，两组梳齿垂直对称布置，然而也可改变梳齿模块的组数而不影响本发明的实现。

如图2所示，驱动反馈模块5a2中的上部梳齿模块还包括：活动驱动反馈梳齿14a3位于中间，可沿驱动方向运动，固定驱动反馈梳齿15a5、15a6分别位于活动驱动反馈梳齿14a3的水平两侧，并与固定驱动反馈梳齿锚点13a11、13a13相连接，同时，固定驱动反馈梳齿锚点13a11、13a13分别固接在玻璃衬底上的键合点18a11、18a13上，并分别与驱动反馈电极21a1、21a2连接，利用梳齿电容差分检测原理，当敏感质量块4a在驱动模块5a1推动下沿驱动方向振动时，驱动反馈模块5a2中梳齿的电容变化量为：

${\mathrm{\ΔC}}_1=\frac{{4n}_1\mathrm{h\ϵ}}{d}\mathrm{\Δx}---\left(2\right)$

式中，n₁为活动驱动反馈梳齿14a3的单边梳齿个数，h为梳齿的厚度，ε为介电常数，d为梳齿间隙，Δx为驱动位移。

当敏感质量块4a、4b在驱动模块5a1和5b2的推动下振动，在垂直于玻璃衬底方向有角速度输入时，敏感质量块4a、4b将受到哥氏力的作用。因为敏感质量块4a、4b受到的驱动力同频反相，因此敏感质量块4a、4b运动在同频反相模态，在相同的角速度输入情况下，敏感质量块4a、4b受到的哥氏力也为同频反相，哥氏力的大小为：

F_哥＝-2mω_i×V_d    (3)

式中，m为敏感质量块4a、4b的质量块，ω_i为垂直于衬底方向输入的角速度，V_d为敏感质量块4a、4b沿驱动方向的运动速度；哥氏力F_哥的方向同时垂直于驱动速度V_d和输入角速度ω_i，即沿垂直检测方向，驱动敏感质量块4a、4b在哥氏力F_哥的作用下沿检测方向运动，并通过驱动解耦梁10a1、10a2、10b1、10b2推动检测模块6a1、6a2、6b1、6b2运动。

图3为本发明图1中微陀螺仪的检测模块示意图。如图3所示，检测模块6a1、6a2、6b1、6b2采用梳齿电容差分检测形式，相对于敏感质量块4a、4b，沿垂直方向放置，且均位于子模块1a、1b的外侧；检测模块6a1、6a2、6b1、6b2各包含两组梳齿，两组梳齿水平对称布置，然而可以改变梳齿模块的组数而不影响本发明的实现。

其中，检测模块6a1、6a2、6b1、6b2中的梳齿电容采用变间距形式，如图3所示，检测模块6a1中的左侧梳齿模块还包括：活动检测梳齿16a1位于中间，可沿检测方向运动，固定检测梳齿17a1、17a2位于活动检测梳齿16a1的上侧，固定检测梳齿17a3、17a4位于活动检测梳齿16a1的下侧，并分别与固定检测梳齿锚点13a15、13a16、13a19、13a20相连接，同时，固定检测梳齿锚点13a15、13a16、13a19、13a20分别固接在玻璃衬底上的键合点18a15、18a16、18a19、18a20上，并与检测电极22a1、22a2连接，利用梳齿电容差分检测原理，当敏感质量块4a在哥氏力F_哥作用下沿检测方向运动时，检测模块6a1中梳齿的电容变化量为：

${\mathrm{\ΔC}}_2=\frac{{4n}_2\mathrm{lh\ϵ}}{{d_0}^2}\mathrm{\Δy}---\left(4\right)$

式中，n₂为活动检测梳齿16a1的单边梳齿个数，l为活动检测梳齿与固定检测梳齿的重叠长度，h为梳齿的厚度，ε为介电常数，d₀为梳齿的初始间隙，Δy为检测位移；因为检测位移Δy正比于哥氏力F_哥，从而正比于输入角速度ω_i，因而可以通过检测模块6a1测得的电容变化量ΔC₂推知输入角速度ω_i的大小；电容变化量ΔC₂经过后续测控电路处理可以得到电压信号，输出总电压为两个子模块1a、1b测得的电压信号之和。

图4为本发明图1中微陀螺仪的衬底平面示意图。如图4所示，衬底包括电极引线和键合点两个部分。所述衬底优选为玻璃衬底。对于电极引线部分：公共电极19a、19b分别与敏感质量块4a、4b相连；驱动电极20a1与固定驱动梳齿15a1和15a3相连、驱动电极20a2与固定驱动梳齿15a2和15a4相连、驱动电极21b1与固定驱动梳齿15b5和15b7相连、驱动电极21b2与固定驱动梳齿15b6和15b8相连；驱动反馈电极21a1与固定驱动反馈梳齿15a5和15a7相连、驱动反馈电极21a2与固定驱动反馈梳齿15a6和15a8相连、驱动反馈电极20b1与固定驱动反馈梳齿15b2和15b4相连、驱动反馈电极20b2与固定驱动反馈梳齿15b1和15b3相连；检测电极22a1与固定检测梳齿17a5、17a6、17a7、17a8、17a13、17a14、17a15和17a16相连、检测电极22a2与固定检测梳齿17a1、17a2、17a3、17a4、17a9、17a10、17a11和17a12相连、检测电极22b1与固定检测梳齿17b5、17b6、17b7、17b8、17b13、17b14、17b15和17b16相连、检测电极22b2与固定检测梳齿17b1、17b2、17b3、17b4、17b9、17b10、17b11和17b12相连。对于键合点部分：固定锚点13a1、13a2、13a3、13a4、13a5、13a6、13a7、13a8、13a9、13a10、13a11、13a12、13a13、13a14、13a15、13a16、13a17、13a18、13a19、13a20、13a21、13a22、13a23、13a24、13a25、13a26、13a27、13a28、13a29、13a30、13b1、13b2、13b3、13b4、13b5、13b6、13b7、13b8、13b9、13b10、13b11、13b12、13b13、13b14、13b15、13b16、13b17、13b18、13b19、13b20、13b21、13b22、13b23、13b24、13b25、13b26、13b27、13b28、13b29和13b30分别与键合点18a1、18a2、18a3、18a4、18a5、18a6、18a7、18a8、18a9、18a10、18a11、18a12、18a13、18a14、18a15、18a16、18a17、18a18、18a19、18a20、18a21、18a22、18a23、18a24、18a25、18a26、18a27、18a28、18a29、18a30、18b1、18b2、18b3、18b4、18b5、18b6、18b7、18b8、18b9、18b10、18b11、18b12、18b13、18b14、18b15、18b16、18b17、18b18、18b19、18b20、18b21、18b22、18b23、18b24、18b25、18b26、18b27、18b28、18b29和18b30固接。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (9)

1.一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其包括：

玻璃衬底(1c)，其上布置有多个金属电极，且每一所述金属电极上设有多个键合点(18a1、18a2、18a3、18a4、18a5、18a6)；

机械模块(1d)包含两子模块(1a、1b)，且两子模块(1a、1b)对称设在所述衬底上，且一所述子模块包括敏感质量块(4a)、驱动模块(5a1)、驱动反馈模块(5a2)、检测模块(6a1、6a2)、驱动支承梁(7a1、7a2)、驱动反馈支承梁(7a3、7a4)、检测支承梁(8a1、8a2、8a3、8a4)、驱动解耦梁(10a1、10a2)、检测解耦梁(9a1、9a2)、检测耦合支承梁(11a1、11a2、11a3、11a4)、以及固定锚点(13a1、13a2、13a3、13a4)；

其中，两所述敏感质量块(4a、4b)之间通过驱动耦合折叠梁(2a，2b)和横梁(3a，3b)连接，固定锚点(13a1、13a2、13a3、13a4、13a5、13a6)固接在所述衬底上的键合点(18a1、18a2、18a3、18a4、18a5、18a6)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述驱动模块(5a1)与所述驱动反馈模块(5a2)对称放置于每一所述敏感质量块(4a)的两侧，所述驱动模块(5a1)通过所述检测解耦梁(9a1)与所述敏感质量块(4a)相连；所述驱动反馈模块(5a2)通过所述检测解耦梁(9a2)与所述敏感质量块(4a)相连；两所述检测模块(6a1、6a2)对称放置于敏感质量块(4a)的另两侧，并分别通过驱动解耦梁(10a1、10a2)与敏感质量块(4a)相连；所述驱动模块(5a1)通过所述驱动支承梁(7a1、7a2)与所述固定锚点(13a1、13a2)相连，所述驱动反馈模块(5a2)通过所述驱动反馈支承梁(7a3、7a4)与所述固定锚点(13a3、13a4)相连，所述检测模块(6a1、6a2)通过所述检测支承梁(8a1、8a2、8a3、8a4)与所述固定锚点(13a1、13a2、13a3、13a4)相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述子模块(1a)沿着过其中心点的驱动方向对称，且同时沿着过其中心点的检测方向对称。

4.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述金属电极包括公共电极(19a)、驱动电极(20a1、20a2)，所述驱动模块(5a1)还包括与所述公共电极(19a)连接的活动驱动梳齿(14a1、14a2)、与所述驱动电极(20a1、20a2)连接的固定驱动梳齿锚点(13a7、13a8、13a9、13a10)和设置于固定驱动梳齿锚点(13a7、13a8、13a9、13a10)上的固定驱动梳齿(15a1、15a2、15a3、15a4)。

5.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述金属电极包括公共电极(19a)、驱动反馈电极(21a1、21a2)，所述驱动反馈模块(5a2)包括与所述公共电极(19a)连接的活动驱动反馈梳齿(14a3、14a4)，与所述驱动反馈电极(21a1、21a2)连接的固定驱动反馈梳齿锚点(13a11、13a12、13a13、13a14)和设置于固定驱动反馈梳齿锚点(13a11、13a12、13a13、13a14)上的固定驱动反馈梳齿(15a5、15a6、15a7、15a8)。

6.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述金属电极包括公共电极(19a)、检测电极(22a1、22a2)，所述检测模块(6a1、6a2)还包括与所述公共电极(19a)连接的活动检测梳齿(16a1、16a2、16a3、16a4)，与所述检测电极(22a1、22a2)连接的固定检测梳齿锚点(13a15、13a16、13a17、13a18、13a19、13a20、13a21、13a22、13a23、13a24、13a25、13a26、13a27、13a28、13a29、13a30)和设置于固定检测梳齿锚点(13a15、13a16、13a17、13a18、13a19、13a20、13a21、13a22、13a23、13a24、13a25、13a26、13a27、13a28、13a29、13a30)上的固定检测梳齿(17a1、17a2、17a3、17a4、17a5、17a6、17a7、17a8、17a9、17a10、17a11、17a12、17a13、17a14、17a15、17a16)。

7.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述驱动模块(5a1)、所述驱动反馈模块(5a2)、所述检测模块(6a1、6a2)和所述敏感质量块(4a)两两之间保持一定间隔，所述驱动模块(5a1)、所述驱动反馈模块(5a2)和所述检测模块(6a1、6a2)各配置有支承梁。

8.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述驱动模块(5a1)和所述驱动反馈模块(5a2)用于在水平方向振动，所述检测模块(6a1、6a2)用于在垂直方向振动；所述敏感质量块(4a)用于在平面内水平和垂直方向运动。

9.根据权利要求1所述的一种基于双音叉效应的对称全解耦双质量块硅微陀螺仪，其特征在于：所述两子模块(1a、1b)在驱动状态和检测状态下同为同频反相工作模式，所述检测模块(6a1、6a2、6b1、6b2)实现差分检测。