CN205981219U - 一种用于硅微陀螺的正交误差补偿结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于差分式微机械陀螺结构技术领域，具体涉及一种差分式微机械陀螺的正交误差补偿结构。一种用于硅微陀螺的正交误差补偿结构，其特征为：所述的结构包括左右对称的质量框，质量框包括驱动框和检测框，驱动框和检测框连接在一起，驱动框包括四组对称分布的分离式驱动梳齿，同一侧的两组分离式驱动梳齿驱动力大小不同，方向相同；分别位于两侧的两组分离式驱动梳齿驱动力大小之和相同，方向相反。正交耦合误差补偿结构简单，可降低差分式微机械陀螺加工制造工艺；可通过驱动环路抑制正交误差，控制策略简单；可减少对微机械陀螺有用面积的占用，提高微机械陀螺性能。
Description
技术领域
本实用新型属于差分式微机械陀螺结构技术领域，具体涉及一种差分式微机械陀螺的正交误差补偿结构。
背景技术
中高精度微机械陀螺在惯性导航及制导领域已有广泛应用。其中双质量差分式梳齿线振动电容式微机械陀螺因具有大量程、高抗冲击性等特点，正在成为在制导领域的一种主流结构。
双质量差分式梳齿线振动电容式陀螺结构核心为一个平面内运动方向相反的两个振动质量框，两个振动质量框之间通过耦合模块进行连接，振动质量块通过静电驱动力，使两个质量块在平面内X方向反方向振动，当感受到Z轴方向输入的角速度时，在哥氏效应的作用下，两个质量块分别受到Y方向哥氏力，从而推动质量块在Y方向沿相反方向振动。通过检测Y方向的振动幅值并进行差分计算来对应计算输入角速度。
由于加工工艺的非理想性，两个质量框在X轴的振动会耦合到Y方向，会导致在没有角速率输入的情况下产生角速度输出。因此，在设计减小正交耦合误差的结构之外，还需设计能够对正交耦合误差进行补偿校正的结构。
常使用两组对称的平行板梳齿电极作为单个质量框的正交误差补偿结构，通过平行板梳齿电极之间的静电力对单个质量框的正交耦合误差进行补偿，但这种正交误差补偿结构会占用陀螺有用面积，限制差分式微机械陀螺性能提升。
发明内容
本实用新型解决的技术问题：提供一种对差分式微机械陀螺性能提升影响较小的正交误差补偿结构。
本实用新型的技术方案：一种用于硅微陀螺的正交误差补偿结构，其特征为：所述的结构包括左右对称的质量框，质量框包括驱动框和检测框，驱动框和检测框连接在一起，驱动框包括四组对称分布的分离式驱动梳齿，同一侧的两组分离式驱动梳齿驱动力大小不同，方向相同；分别位于两侧的两组分离式驱动梳齿驱动力大小之和相同，方向相反。
作为本技术方案的一种改进，当质量框的正交耦合误差为逆时针扭转效应时，位于驱动框两侧的分离式驱动梳齿左上方分离式驱动梳齿的驱动力大于左下方分离式驱动梳齿的驱动力，右下方分离式驱动梳齿的驱动力大于右上方分离式驱动梳齿的驱动力；
当质量框的正交耦合误差为顺时针扭转效应时，位于驱动框两侧的分离式驱动梳齿左下方分离式驱动梳齿的驱动力大于左上方分离式驱动梳齿的驱动力，右上方分离式驱动梳齿的驱动力大于右下方分离式驱动梳齿的驱动力。
本实用新型的有益效果：正交耦合误差补偿结构简单，可降低差分式微机械陀螺加工制造工艺；可通过驱动环路抑制正交误差，控制策略简单；可减少对微机械陀螺有用面积的占用，提高微机械陀螺性能。
附图说明
图1是本实用新型的原理示意图；
图2是差分式微机械陀螺主体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示对本实用新型进行说明
如图1至图2所示，一种具备正交误差补偿结构差分式微机械陀螺，包括左质量框1，右质量框2，耦合梁3，左驱动框1和右驱动框2通过耦合梁3联结。左质量框与右质量框结构相同。
本实用新型所示的具备正交误差补偿结构差分式微机械陀螺结构能够同时实现微机械陀螺的驱动和正交误差抑制，从而实现对正交误差的抑制。左质量框包括驱动框1-1，驱动框1-1通过弹性梁1-4a，1-4b，1-4c和1-4d与外界锚点连接，驱动框1-1通过弹性梁1-5a，1-5b，1-5c和1-5d与检测框1-3连接；驱动框1-1的两侧对称分布分离式驱动梳齿1-2a，1-2b，1-2c和1-2d，检测框1-3的内部具备检测梳齿1-6。
以下为具体工作方式，当具备正交耦合误差的差分式微机械陀螺工作时，分离式驱动梳齿1-2a和1-2b为一组，1-2c和1-2d为一组，两组分别产生的总和相等，相位相反的静电驱动力，将驱动框1-1驱动到目标振动幅值；同时1-2a和1-2d产生的静电力幅值大小相等，1-2b和1-2c产生另一相同幅值的静电力，两者会使驱动框1-1和检测框1-3产生恒定的扭转，对正交耦合误差进行补偿。
当左质量框的正交耦合误差为如图1所示的逆时针扭转效应时，具备正交耦合误差的差分式微机械陀螺的外部电路分别控制分离式驱动梳齿1-2a和1-2d，获得幅值较大相位相反的电压，分别控制分离式驱动梳齿1-2b和1-2c，获得幅值较小相位相反的电压，这四组电压使得驱动框1-1产生恒定的顺时针扭矩，用以平衡正交耦合误差带来的逆时针扭转。
当左质量框的正交耦合误差为顺时针扭转效应时，具备正交耦合误差的差分式微机械陀螺的外部电路分别控制分离式驱动梳齿1-2a和1-2d，获得幅值较小相位相反的电压，分别控制分离式驱动梳齿1-2b和1-2c，获得幅值较大相位相反的电压，这四组电压使得驱动框1-1产生恒定的逆时针扭矩，用以平衡正交耦合误差带来的顺时针扭转。右质量框的正交耦合误差校正原理相同。
Claims (2)
1.一种用于硅微陀螺的正交误差补偿结构，其特征为：所述的结构包括左右对称的质量框，质量框包括驱动框和检测框，驱动框和检测框连接在一起，驱动框包括四组对称分布的分离式驱动梳齿，同一侧的两组分离式驱动梳齿驱动力大小不同，方向相同；分别位于两侧的两组分离式驱动梳齿驱动力大小之和相同，方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种用于硅微陀螺的正交误差补偿结构，其特征为：当质量框的正交耦合误差为逆时针扭转效应时，位于驱动框两侧的分离式驱动梳齿左上方分离式驱动梳齿的驱动力大于左下方分离式驱动梳齿的驱动力，右下方分离式驱动梳齿的驱动力大于右上方分离式驱动梳齿的驱动力；
当质量框的正交耦合误差为顺时针扭转效应时，位于驱动框两侧的分离式驱动梳齿左下方分离式驱动梳齿的驱动力大于左上方分离式驱动梳齿的驱动力，右上方分离式驱动梳齿的驱动力大于右下方分离式驱动梳齿的驱动力。
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| CN201620895879.5U CN205981219U (zh) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | 一种用于硅微陀螺的正交误差补偿结构 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN205981219U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107389090A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-11-24 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种提高mems陀螺抗振动特性的机械不正交闭环方法 |
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2016
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107389090A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-11-24 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种提高mems陀螺抗振动特性的机械不正交闭环方法 |
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