FI122397B - En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor - Google Patents

En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor Download PDF

Info

Publication number
FI122397B
FI122397B FI20085314A FI20085314A FI122397B FI 122397 B FI122397 B FI 122397B FI 20085314 A FI20085314 A FI 20085314A FI 20085314 A FI20085314 A FI 20085314A FI 122397 B FI122397 B FI 122397B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
angular velocity
velocity sensor
axis
structures
masses
Prior art date
Application number
FI20085314A
Other languages
English (en)
Finnish (fi)
Other versions
FI20085314A0 (sv
FI20085314A (sv
Inventor
Anssi Blomqvist
Original Assignee
Vti Technologies Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vti Technologies Oy filed Critical Vti Technologies Oy
Publication of FI20085314A0 publication Critical patent/FI20085314A0/sv
Priority to FI20085314A priority Critical patent/FI122397B/sv
Priority to EP09732877.7A priority patent/EP2269001B1/en
Priority to JP2011504493A priority patent/JP5620903B2/ja
Priority to CN200980122679.9A priority patent/CN102066874B/zh
Priority to PCT/FI2009/050270 priority patent/WO2009127782A1/en
Priority to KR1020107025612A priority patent/KR101641066B1/ko
Priority to US12/385,655 priority patent/US8176779B2/en
Publication of FI20085314A publication Critical patent/FI20085314A/sv
Priority to HK11112534.5A priority patent/HK1158304A1/xx
Application granted granted Critical
Publication of FI122397B publication Critical patent/FI122397B/sv

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733—Structural details or topology
    • G01C19/5755—Structural details or topology the devices having a single sensing mass
    • G01C19/5762—Structural details or topology the devices having a single sensing mass the sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5705—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
    • G01C19/5712—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733—Structural details or topology
    • G01C19/574—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion
    • G01C19/5747—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion each sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames

Claims (15)

1. En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetsgivare, som omfattar ätminstone tvä seismiska massor (34-36, 52- 5 53, 71-75), vilka är upphängda med hjälp av stöd- konstruktioner (19-23, 56-60) och/eller fjäder-konstruktioner (24-29, 49, 61-66), samt fjäder-konstruktioner (30-31, 67-68) vilka sammankopplar de nämnda massorna (34-36, 52-53, 71-75) sinsemellan, 10 kännetecknad av, att vinkelhastighetsgivaren är anpassad att mätä vinkelhastighet i relation till tvä eller tre axlar med hjälp av elektroder (37-40, 76-79) hos nämnda massor (34— 36, 52-53, 71-75) och/eller detektionskamkonstruktioner 15 (44, 47-48, 54-55, 83, 86-87) i anknytning tili nämnda massor (34-36, 52-53, 71-75), - vinkelhastighetsgivarens minst tvä seismiska massor (34— 36, 52-53, 71-75) är anpassade att försättas i primärrörelsevibration genom en gemensam mod, och att 20 - de nämnda tvä seismiska massorna (34-36, 52-53, 71- 75. omfattar minst en lineärmassa (35-36, 52-53, 72-75).
2. Vinkelhastighetsgivare enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att de nämnda minst tvä seismiska ^ 25 massorna (34-36, 52-53, 71-75) omfattar minst en δ ^ vridningsmassa (34, 71). oo
^ 3. Vinkelhastighetsgivare enligt patentkrav 1 eller 2, x £ kännetecknad av, att vinkelhastighetsgivaren ytterligare ^ 30 omfattar ätminstone en aktiveringsramkonstruktion (32-33, g 50-51, 69-70) . o o CM
4. Vinkelhastighetsgivare enligt patentkrav 3, kännetecknad av, att de nämnda minst tvä seismiska 28 massorna (34-36, 52-53, 71-75) är uppburna av aktiveringsramkonstruktionerna (32-33, 50-51, 69-70) med hjälp av fjädrar (30-31, 45-46, 67-68, 84-85).
5. Vinkelhastighetsgivare enligt patentkrav 3 eller 4, kännetecknad av, att vinkelhastighetsgivaren ytterligare omfattar aktiveringskamkonstruktioner (43, 82), vilka aktiveringskamkonstruktioner (43, 82) är anpassade att aktivera de minst tvä seismiska massorna (34-36, 52-53, 10 71-75) i en primärrörelse genom en signal av gemensam form.
6. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende patentkraven 1 tili 5, kännetecknad av, att de nämnda 15 detektionskamkonstruktionerna (44, 47-48, 54-55, 83, 86-87) är anpassade att differentiellt detektera den primära rörelsen.
7. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende 20 patentkraven 3 tili 6, kännetecknad av, att vridnings- massan (34, 71) är anpassad att synkroniserad av aktiveringsramkonstruktionerna (32-33, 50-51, 69-70) oscillera i ytans pian i primärrörelse omkring z-axeln.
8. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende δ patentkraven 2 tili 7, kännetecknad av, att vridnings- V massan (34, 71) är anpassad att sammankoppla co ^ aktiveringsramkonstruktionernas (32-33, 50-51, 69-70) x £ rörelser i sinsemellan motsatt fas.O £ 30 δ Jg
9. Vinkelhastighetsgivare enlrgt nagot av de föregäende o o patentkraven 2 tili 8, kännetecknad av, att det inne i lineärmassorna (35-36, 52-53, 72-75) finns vid stödkonstruktionerna (23, 60) fästa fjäderkonstruktioner 29 (41-42, 80-81), vilka förhindrar rörelse i primär mod hos de detektionskamkonstruktioner (47-48, 86-87), vilka detekterar vinkelhastighet i z-riktningen).
10. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende patentkraven 1 tili 9, kännetecknad av, att elektroderna (37-40, 76-79) är anpassade att mätä den vibration, som orsakas av vridning av vinkelhastighetsgivaren omkring x-axeln. 10
11. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende patentkraven 1 tili 10, kännetecknad av, att elektroderna (37-40, 76-79) är anpassade att mätä den vibration, som orsakas av vridning av vinkelhastighetsgivaren omkring y- 15 axeln.
12. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende patentkraven 1 tili 11, kännetecknad av, att detektionskamkonstruktionerna (47-48, 54-55, 86-87) är 20 anpassade att mätä den vibration, som orsakas av vridning av vinkelhastighetsgivaren omkring z-axeln.
13. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende patentkraven 1 tili 12, kännetecknad av, att 25 vinkelhastighetsgivaren är förverkligad av skivmaterial av o SOI-typ (SOI, Silicon on Insulator) . co 0X1
14. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende X £ patentkraven 1 tili 13, kännetecknad av, att ^ 30 vinkelhastighetsgivarkonstruktionen är uppburen vid cö o, stödomräden (19-22, 56-59) vid ett substrat och/eller ett o ^ lock. 30
15. Vinkelhastighetsgivare enligt nägot av de föregäende patentkraven 1 tili 14, kännetecknad av, att givarkomponentens ram (23, 60) är ansluten säväl tili ett substrat som tili ett lock, vilket tillsluter en ovanför 5 vinkelhastighetsgivarkonstruktionen befintlig gasvolym. δ (M co (M X IX CL δ m oo o o (M
FI20085314A 2008-04-16 2008-04-16 En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor FI122397B (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085314A FI122397B (sv) 2008-04-16 2008-04-16 En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor
PCT/FI2009/050270 WO2009127782A1 (en) 2008-04-16 2009-04-08 Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity
JP2011504493A JP5620903B2 (ja) 2008-04-16 2009-04-08 振動型マイクロメカニカル角速度センサ
CN200980122679.9A CN102066874B (zh) 2008-04-16 2009-04-08 振动型微机械角速度传感器
EP09732877.7A EP2269001B1 (en) 2008-04-16 2009-04-08 Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity
KR1020107025612A KR101641066B1 (ko) 2008-04-16 2009-04-08 진동 마이크로-기계식 각속도 센서
US12/385,655 US8176779B2 (en) 2008-04-16 2009-04-15 Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity
HK11112534.5A HK1158304A1 (en) 2008-04-16 2011-11-18 Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20085314A FI122397B (sv) 2008-04-16 2008-04-16 En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor
FI20085314 2008-04-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20085314A0 FI20085314A0 (sv) 2008-04-16
FI20085314A FI20085314A (sv) 2009-10-17
FI122397B true FI122397B (sv) 2011-12-30

Family

ID=39385942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20085314A FI122397B (sv) 2008-04-16 2008-04-16 En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8176779B2 (sv)
EP (1) EP2269001B1 (sv)
JP (1) JP5620903B2 (sv)
KR (1) KR101641066B1 (sv)
CN (1) CN102066874B (sv)
FI (1) FI122397B (sv)
HK (1) HK1158304A1 (sv)
WO (1) WO2009127782A1 (sv)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI119895B (sv) * 2007-10-05 2009-04-30 Vti Technologies Oy Svängande mikromekanisk vinkelhastighetsgivare
DE102007054505B4 (de) 2007-11-15 2016-12-22 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
DE102008002748A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Sensordynamics Ag Mikro-Gyroskop
DE102008043256A1 (de) * 2008-10-29 2010-05-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Sensoranordnung und Sensoranordnung
JP2010190706A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Panasonic Corp 慣性力センサ
DE102009001244A1 (de) * 2009-02-27 2010-09-02 Sensordynamics Ag Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse
FR2945621B1 (fr) * 2009-05-15 2011-08-26 Commissariat Energie Atomique Structure de couplage pour gyrometre resonnant
US8534127B2 (en) * 2009-09-11 2013-09-17 Invensense, Inc. Extension-mode angular velocity sensor
US9097524B2 (en) 2009-09-11 2015-08-04 Invensense, Inc. MEMS device with improved spring system
DE102009045431A1 (de) * 2009-10-07 2011-04-14 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Struktur und Verfahren zum Betrieb einer mikromechanischen Struktur
FI124020B (sv) * 2011-03-04 2014-02-14 Murata Electronics Oy Fjäderkonstruktion, resonator, resonatormatris och sensor
CN102306583B (zh) * 2011-08-31 2013-08-07 上海交通大学 三维多方向敏感的微型压力开关
US9863769B2 (en) 2011-09-16 2018-01-09 Invensense, Inc. MEMS sensor with decoupled drive system
US9170107B2 (en) 2011-09-16 2015-10-27 Invensense, Inc. Micromachined gyroscope including a guided mass system
US10914584B2 (en) 2011-09-16 2021-02-09 Invensense, Inc. Drive and sense balanced, semi-coupled 3-axis gyroscope
US9714842B2 (en) 2011-09-16 2017-07-25 Invensense, Inc. Gyroscope self test by applying rotation on coriolis sense mass
US8833162B2 (en) 2011-09-16 2014-09-16 Invensense, Inc. Micromachined gyroscope including a guided mass system
FR2985029B1 (fr) 2011-12-22 2014-10-24 Commissariat Energie Atomique Dispositif micro/nano capteur inertiel multiaxial de mouvements
WO2013104828A1 (en) 2012-01-12 2013-07-18 Murata Electronics Oy A vibration tolerant accelaration sensor structure
EP3059595B1 (en) 2012-01-12 2018-07-04 Murata Electronics Oy Acceleration sensor structure and use thereof
CN103424110B (zh) * 2012-05-15 2015-08-05 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 微型角速度传感器
US9310202B2 (en) * 2012-07-09 2016-04-12 Freescale Semiconductor, Inc. Angular rate sensor with quadrature error compensation
KR101420534B1 (ko) * 2012-12-13 2014-07-16 삼성전기주식회사 각속도 센서
CN104236536B (zh) * 2013-06-07 2016-12-28 上海矽睿科技有限公司 一种微机械三轴角速度传感器
FI126199B (sv) 2013-06-28 2016-08-15 Murata Manufacturing Co Kapacitiv mikromekanisk sensorstruktur och mikromekanisk accelerometer
FI125695B (sv) * 2013-09-11 2016-01-15 Murata Manufacturing Co Förbättrad gyroskopkonstruktion och gyroskop
FI125696B (sv) * 2013-09-11 2016-01-15 Murata Manufacturing Co Gyroskopkonstruktion och gyroskop med förbättrad kvadraturkompensation
EP3184961B1 (en) * 2013-09-30 2021-01-06 Invensense, Inc. Micromachined gyroscope including a guided mass system
US9958271B2 (en) 2014-01-21 2018-05-01 Invensense, Inc. Configuration to reduce non-linear motion
FI126071B (sv) * 2014-01-28 2016-06-15 Murata Manufacturing Co Förbättrad gyroskopstruktur och gyroskop
CN105371834B (zh) * 2014-08-21 2018-08-31 上海矽睿科技有限公司 检测质量块及采用该检测质量块的陀螺仪
US10330471B2 (en) * 2014-11-27 2019-06-25 Goertek, Inc. Triaxial micro-electromechanical gyroscope
FI127203B (sv) 2015-05-15 2018-01-31 Murata Manufacturing Co Vibrerande mikromekaniska sensor av vinkelhastigheten
DE102015213450A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-19 Robert Bosch Gmbh MEMS Drehratensensor mit kombiniertem Antrieb und Detektion
WO2017075593A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Ion Geophysical Corporation Multi-axis, single mass accelerometer
DE102016213870A1 (de) * 2015-11-20 2017-05-24 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Drehratensensor und Verfahren zu dessen Herstellung
KR101673362B1 (ko) * 2015-12-14 2016-11-07 현대자동차 주식회사 가속도 센서 및 그 제조 방법
US10254134B2 (en) * 2016-08-04 2019-04-09 Apple Inc. Interference-insensitive capacitive displacement sensing
BR112021003892A2 (pt) 2018-09-13 2021-05-18 Ion Geophysical Corporation medidor de aceleração de massa, único e multidirecional
JP7188311B2 (ja) * 2019-07-31 2022-12-13 セイコーエプソン株式会社 ジャイロセンサー、電子機器、及び移動体
TWI770605B (zh) * 2019-09-10 2022-07-11 昇佳電子股份有限公司 微機電陀螺儀

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5377544A (en) * 1991-12-19 1995-01-03 Motorola, Inc. Rotational vibration gyroscope
JP3039364B2 (ja) 1996-03-11 2000-05-08 株式会社村田製作所 角速度センサ
JPH09318649A (ja) 1996-05-30 1997-12-12 Texas Instr Japan Ltd 複合センサ
DE19641284C1 (de) * 1996-10-07 1998-05-20 Inst Mikro Und Informationstec Drehratensensor mit entkoppelten orthogonalen Primär- und Sekundärschwingungen
JP3753209B2 (ja) * 1997-08-27 2006-03-08 アイシン精機株式会社 角速度センサ
EP1023607A2 (en) * 1997-10-14 2000-08-02 Irvine Sensors Corporation Multi-element micro gyro
JP3399336B2 (ja) * 1997-12-22 2003-04-21 株式会社豊田中央研究所 検出器
DE19844686A1 (de) 1998-09-29 2000-04-06 Fraunhofer Ges Forschung Mikromechanischer Drehratensensor und Verfahren zur Herstellung
JP4126833B2 (ja) 1999-03-12 2008-07-30 株式会社デンソー 角速度センサ装置
JP3659160B2 (ja) 2000-02-18 2005-06-15 株式会社デンソー 角速度センサ
DE10108198A1 (de) 2001-02-21 2002-09-12 Bosch Gmbh Robert Drehratensensor
DE10108196A1 (de) * 2001-02-21 2002-10-24 Bosch Gmbh Robert Drehratensensor
JP2002296038A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Mitsubishi Electric Corp 角速度センサ
US6722197B2 (en) 2001-06-19 2004-04-20 Honeywell International Inc. Coupled micromachined structure
DE10360963B4 (de) 2003-12-23 2007-05-16 Litef Gmbh Verfahren zur Messung von Drehraten/Beschleunigungen unter Verwendung eines Drehraten-Corioliskreisels sowie dafür geeigneter Corioliskreisel
US7377167B2 (en) * 2004-02-27 2008-05-27 The Regents Of The University Of California Nonresonant micromachined gyroscopes with structural mode-decoupling
CN101027536B (zh) 2004-09-27 2013-03-20 康蒂特米克微电子有限公司 旋转速度传感器
TWI245110B (en) * 2004-11-12 2005-12-11 Ind Tech Res Inst Apparatus of micro angular motion detector and fabrication method thereof
FI116543B (sv) * 2004-12-31 2005-12-15 Vti Technologies Oy En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor
FR2888318B1 (fr) * 2005-07-05 2007-09-14 Thales Sa Capteur gyrometrique micro-usine realisant une mesure differentielle du mouvement des masses vibrantes
US20070220973A1 (en) * 2005-08-12 2007-09-27 Cenk Acar Multi-axis micromachined accelerometer and rate sensor
JP4887034B2 (ja) * 2005-12-05 2012-02-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 慣性センサ
JP4631992B2 (ja) * 2008-01-07 2011-02-16 株式会社村田製作所 角速度センサ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011517781A (ja) 2011-06-16
JP5620903B2 (ja) 2014-11-05
FI20085314A0 (sv) 2008-04-16
CN102066874B (zh) 2014-08-27
US20090260437A1 (en) 2009-10-22
EP2269001A4 (en) 2014-04-09
CN102066874A (zh) 2011-05-18
HK1158304A1 (en) 2012-07-13
KR20110011625A (ko) 2011-02-08
EP2269001B1 (en) 2016-11-30
US8176779B2 (en) 2012-05-15
WO2009127782A1 (en) 2009-10-22
EP2269001A1 (en) 2011-01-05
KR101641066B1 (ko) 2016-07-21
FI20085314A (sv) 2009-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122397B (sv) En vibrerande mikromekanisk vinkelhastighetssensor
KR100936638B1 (ko) 발진 마이크로-기계 각속도 센서
KR101178692B1 (ko) 코리올리 자이로스코프
CA2690454C (en) Rotation rate sensor
USRE45855E1 (en) Microelectromechanical sensor with improved mechanical decoupling of sensing and driving modes
FI126071B (sv) Förbättrad gyroskopstruktur och gyroskop
TWI638141B (zh) 改良的陀螺儀結構以及陀螺儀
JP4719751B2 (ja) 角速度のための振動マイクロ−メカニカルセンサー
EP2672220B1 (en) Vibration isolated MEMS structures
KR100442823B1 (ko) 마이크로자이로스코프
KR100319920B1 (ko) 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122397

Country of ref document: FI

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: MURATA ELECTRONICS OY

MM Patent lapsed