RU220884U1 - Sensitive element of a micromechanical gyroscope - Google Patents

Sensitive element of a micromechanical gyroscope Download PDF

Info

Publication number
RU220884U1
RU220884U1 RU2023122632U RU2023122632U RU220884U1 RU 220884 U1 RU220884 U1 RU 220884U1 RU 2023122632 U RU2023122632 U RU 2023122632U RU 2023122632 U RU2023122632 U RU 2023122632U RU 220884 U1 RU220884 U1 RU 220884U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elastic
elements
beams
elastic elements
inertial masses
Prior art date
Application number
RU2023122632U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ирина Валерьевна Попова
Максим Вячеславович Фёдоров
Максим Владимирович Цыганков
Original Assignee
Акционерное общество "ГИРООПТИКА"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ГИРООПТИКА" filed Critical Акционерное общество "ГИРООПТИКА"
Application granted granted Critical
Publication of RU220884U1 publication Critical patent/RU220884U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к области приборостроения, и может применяться в микромеханических гироскопах, используемых в инерциальных системах навигации и ориентации. Сущность заявленного устройства заключается в том, что чувствительный элемент микромеханического гироскопа содержит упругий подвес, допускает попарно-противофазные поступательные колебательные движения первой, третьей инерционных масс и второй, четвертой инерционных масс вдоль осей XX и УУ соответственно, при этом упругий подвес выполнен в виде наружного и внутреннего контура. Наружный контур представляет собой замкнутую цепь чередующихся между собой четырех узлов синхронизации, восьми балок, восьми планок. Каждый из узлов синхронизации связан упругими элементами с соответствующим анкером и соответствующими балками, на каждой из балок со стороны узлов синхронизации крепятся подвижные элементы вибропривода, на каждой из балок со стороны инерционных масс крепятся подвижные элементы соответствующего датчика положения инерционной массы. Каждая из балок связана упругими элементами с соответствующими анкерами. Каждая из планок связана упругими элементами с соответствующими анкерами. Каждая из инерционных масс связана упругими элементами с соответствующими балками и соответствующими планками, входящими в наружный контур упруго подвеса. Внутренний контур расположен в центре устройства и представляет собой замкнутую цепь чередующихся между собой четырех идентичных уголков, четырех идентичных, в центральной части каждой из рамок размещен подвижный элемент соответствующего датчика съема выходного сигнала, по краям каждой из рамок размещены подвижные элементы соответствующего датчика силы. Каждый из уголков связан упругими элементами с соответствующим анкером и с соответствующими планками. Каждая из рамок связана упругими элементами с соответствующими уголками, с центральным анкером и соответствующим анкером. Технический результат заключается в повышении чувствительности микромеханического гироскопа. 3 ил. The utility model relates to measurement technology, in particular to the field of instrument engineering, and can be used in micromechanical gyroscopes used in inertial navigation and orientation systems. The essence of the claimed device is that the sensitive element of the micromechanical gyroscope contains an elastic suspension, allowing pairwise antiphase translational oscillatory movements of the first, third inertial masses and the second, fourth inertial masses along the XX and YU axes, respectively, while the elastic suspension is made in the form of an external and internal contour. The outer contour is a closed chain of alternating four synchronization units, eight beams, and eight slats. Each of the synchronization nodes is connected by elastic elements with the corresponding anchor and the corresponding beams, on each of the beams from the side of the synchronization nodes the movable elements of the vibration drive are attached, on each of the beams from the side of the inertial masses the movable elements of the corresponding inertial mass position sensor are attached. Each of the beams is connected by elastic elements with corresponding anchors. Each of the strips is connected by elastic elements with corresponding anchors. Each of the inertial masses is connected by elastic elements with corresponding beams and corresponding strips included in the outer contour of the elastic suspension. The internal contour is located in the center of the device and represents a closed chain of alternating four identical corners, four identical ones, in the central part of each frame there is a moving element of the corresponding output signal pickup sensor, at the edges of each frame there are moving elements of the corresponding force sensor. Each of the corners is connected by elastic elements with a corresponding anchor and with corresponding strips. Each of the frames is connected by elastic elements with corresponding corners, with a central anchor and a corresponding anchor. The technical result is to increase the sensitivity of the micromechanical gyroscope. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к области приборостроения, и может применяться в микромеханических гироскопах, используемых в инерциальных системах навигации, ориентации, в автопилотах авиа- и судомоделей, в системах управления подвижных объектов.The utility model relates to measurement technology, in particular to the field of instrument engineering, and can be used in micromechanical gyroscopes used in inertial navigation and orientation systems, in autopilots of aircraft and ship models, and in control systems for moving objects.

Известен чувствительный элемент микромеханического гироскопа [патент РФ на полезную модель №152970 от 02.12.2014 г., G01C 19/56], содержащий четыре идентичные инерционные массы, упругий подвес, электростатический вибропривод, четыре датчика выходного сигнала, четыре датчика силы, четыре датчика положения инерционных масс.A sensitive element of a micromechanical gyroscope is known [RF patent for utility model No. 152970 dated December 2, 2014, G01C 19/56], containing four identical inertial masses, an elastic suspension, an electrostatic vibration drive, four output signal sensors, four force sensors, four position sensors inertial masses.

Недостатком данного устройства является невысокая чувствительность микромеханического гироскопа.The disadvantage of this device is the low sensitivity of the micromechanical gyroscope.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели аналогом по совокупности существенных признаков является чувствительный элемент микромеханического гироскопа [Патент РФ на полезную модель №182540 от 13.12.2017 г., G01C 19/56], содержащий корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала, четыре идентичные инерционные массы, каждая из которых связана с платой упругими перемычками, образующими упругий подвес, электростатический вибропривод, четыре датчика выходного сигнала, четыре электростатических датчики силы, четыре датчика положения инерционных масс.The analogue closest to the proposed utility model in terms of a set of essential features is the sensitive element of a micromechanical gyroscope [RF Patent for utility model No. 182540 dated December 13, 2017, G01C 19/56], containing a housing made in the form of a board made of dielectric material, four identical inertial masses, each of which is connected to the board by elastic bridges forming an elastic suspension, an electrostatic vibration drive, four output signal sensors, four electrostatic force sensors, four inertial mass position sensors.

Признаки ближайшего аналога совпадают со следующими признаками предлагаемой полезной модели: корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала, первую, вторую, третью, четвертую идентичные инерционные массы, каждая из которых выполнена в виде пластины из кремния, расположена с зазором относительно платы и связана с ней упругими перемычками, образующими упругий подвес, электростатический вибропривод, содержащий подвижные и неподвижные элементы, четыре датчика выходного сигнала, содержащие подвижные и неподвижные элементы, четыре электростатических датчика силы, содержащие подвижные и неподвижные элементы, четыре датчика положения инерционных масс, содержащие подвижные и неподвижные элементы, все четыре датчика выходного сигнала, так же, как и все четыре датчика силы включены по дифференциальной схеме.The features of the closest analogue coincide with the following features of the proposed utility model: a housing made in the form of a board made of dielectric material, first, second, third, fourth identical inertial masses, each of which is made in the form of a silicon plate, located with a gap relative to the board and connected to with elastic bridges forming an elastic suspension, an electrostatic vibration drive containing moving and stationary elements, four output signal sensors containing moving and stationary elements, four electrostatic force sensors containing moving and stationary elements, four position sensors of inertial masses containing moving and stationary elements , all four output signal sensors, as well as all four force sensors, are connected in a differential circuit.

К недостаткам ближайшего аналога можно отнести недостаточно высокую чувствительность устройства, вызванную малым перемещением подвижных элементов датчика выходного сигнала вследствие гашения части энергии колебательного движения во внутреннем контуре чувствительного элемента микромеханического гироскопа большим количеством упругих элементов.The disadvantages of the closest analogue include the insufficiently high sensitivity of the device, caused by the small movement of the moving elements of the output signal sensor due to the damping of part of the energy of the oscillatory motion in the internal circuit of the sensitive element of the micromechanical gyroscope by a large number of elastic elements.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в повышении чувствительности микромеханического гироскопа.The problem to be solved by the proposed utility model is to increase the sensitivity of the micromechanical gyroscope.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемой полезной модели, заключается в повышении чувствительности микромеханического гироскопа.The technical result achieved by implementing the proposed utility model is to increase the sensitivity of the micromechanical gyroscope.

Поставленная задача достигается тем, что чувствительный элемент микромеханического гироскопа содержит корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала, первую, вторую, третью, четвертую идентичные инерционные массы, каждая из которых выполнена в виде пластины из кремния, расположена с зазором относительно платы и связана с ней упругими элементами, образующими упругий подвес, электростатический вибропривод, содержащий подвижные и неподвижные элементы, четыре датчика выходного сигнала, содержащие подвижные и неподвижные элементы, четыре электростатических датчика силы, содержащие подвижные и неподвижные элементы, четыре датчика положения инерционных масс, содержащие подвижные и неподвижные элементы, все четыре датчика выходного сигнала, так же, как и все четыре датчика силы включены по дифференциальной схеме.This task is achieved by the fact that the sensitive element of the micromechanical gyroscope contains a housing made in the form of a board made of dielectric material, first, second, third, fourth identical inertial masses, each of which is made in the form of a silicon plate, located with a gap relative to the board and connected to with elastic elements forming an elastic suspension, an electrostatic vibration drive containing movable and stationary elements, four output signal sensors containing movable and stationary elements, four electrostatic force sensors containing movable and stationary elements, four inertial mass position sensors containing movable and stationary elements , all four output signal sensors, as well as all four force sensors, are connected in a differential circuit.

Но, в отличие от известного, предлагаемый чувствительный элемент микромеханического гироскопа содержит упругий подвес, допускающий попарно-противофазные поступательные колебательные движения первой, третьей инерционных масс и второй, четвертой инерционных масс вдоль осей XX и УУ соответственно, при этом упругий подвес выполнен в виде наружного и внутреннего контура.But, unlike the known one, the proposed sensitive element of the micromechanical gyroscope contains an elastic suspension that allows pairwise antiphase translational oscillatory movements of the first, third inertial masses and the second, fourth inertial masses along the XX and YY axes, respectively, while the elastic suspension is made in the form of an external and internal contour.

Наружный контур представляет собой замкнутую цепь чередующихся между собой четырех узлов синхронизации, восьми балок, восьми планок, при этом каждый из узлов синхронизации связан упругим элементом с соответствующим анкером, каждый из узлов синхронизации связан упругими элементами с соответствующими балками, на каждой из балок со стороны узлов синхронизации размещен подвижный элемент вибропривода, на каждой из балок со стороны инерционных масс размещен подвижный элемент соответствующего датчика положения инерционной массы, каждая из балок связана упругими элементами с соответствующими анкерами, каждая из планок связана упругими элементами с соответствующими анкерами, каждая из инерционных масс связана упругими элементами с соответствующими балками и соответствующими планками, входящими в наружный контур упруго подвеса.The outer contour is a closed chain of alternating four synchronization nodes, eight beams, eight slats, with each of the synchronization nodes connected by an elastic element to the corresponding anchor, each of the synchronization nodes is connected by elastic elements to the corresponding beams, on each of the beams from the side of the nodes synchronization, a movable element of the vibration drive is placed, on each of the beams on the side of the inertial masses there is a movable element of the corresponding inertial mass position sensor, each of the beams is connected by elastic elements with the corresponding anchors, each of the bars is connected by elastic elements with the corresponding anchors, each of the inertial masses is connected by elastic elements with corresponding beams and corresponding strips included in the outer contour of the elastic suspension.

Внутренний контур расположен в центре устройства и представляет собой замкнутую цепи чередующихся между собой четырех идентичных уголков, четырех идентичных рамок, в центральной части каждой из рамок размещен подвижный элемент соответствующего датчика съема выходного сигнала, по краям каждой из рамок размещены подвижные элементы соответствующего датчика силы, каждый из уголков связан упругим элементом с соответствующим анкером, каждый из уголков связан упругими элементами с соответствующими планками, каждая из рамок связана упругими элементами с соответствующими уголками, каждая из рамок связана упругим элементом с центральным анкером, каждая из рамок связана упругим элементом с соответствующим анкером.The internal contour is located in the center of the device and represents a closed chain of alternating four identical corners, four identical frames, in the central part of each frame there is a moving element of the corresponding output signal pickup sensor, at the edges of each frame there are moving elements of the corresponding force sensor, each of the corners is connected by an elastic element to the corresponding anchor, each of the corners is connected by elastic elements to the corresponding strips, each of the frames is connected by elastic elements to the corresponding corners, each of the frames is connected by an elastic element to the central anchor, each of the frames is connected by an elastic element to the corresponding anchor.

Технический результат достигается за счет изменения схемы движения инерционных масс, а также внесением изменений в состав наружного и внутреннего контуров упругого подвеса чувствительного элемента микромеханического гироскопа, что приводит к увеличению величины перемещения элементов внутреннего контура чувствительного элемента микромеханического гироскопа, в частности подвижных элементов датчика выходного сигнала по сравнению с перемещением инерционной массы.The technical result is achieved by changing the pattern of movement of inertial masses, as well as introducing changes to the composition of the outer and internal contours of the elastic suspension of the sensitive element of the micromechanical gyroscope, which leads to an increase in the amount of movement of the elements of the internal contour of the sensitive element of the micromechanical gyroscope, in particular the moving elements of the output signal sensor along compared to the movement of inertial mass.

Сущность полезной модели поясняется графическими изображениями.The essence of the utility model is illustrated by graphic images.

На фиг. 1 представлена принципиальная конструктивная схема чувствительного элемента микромеханического гироскопа.In fig. Figure 1 shows a schematic design diagram of the sensitive element of a micromechanical gyroscope.

На фиг. 2 представлена схема движения инерционных масс без воздействия угловой скорости.In fig. Figure 2 shows a diagram of the movement of inertial masses without the influence of angular velocity.

На фиг. 3 представлена схема движения инерционных масс при воздействии угловой скорости.In fig. Figure 3 shows a diagram of the movement of inertial masses under the influence of angular velocity.

Чувствительный элемент микромеханического гироскопа (фиг. 1) содержит корпус, выполненный в виде платы 1 из диэлектрического материла, первую 2, вторую 3, третью 4 и четвертую 5 идентичные инерционные массы, каждая из которых выполнена в виде пластины из кремния, расположенные с зазором относительно платы 1 и связаны с ней упругими элементами, образующими упругий подвес, допускающий попарно-противофазные поступательные колебательные движения соответствующих инерционных масс 2, 4 и 3, 5 вдоль осей XX и УУ соответственно (фиг. 2), электростатический вибропривод 6, четыре датчика положения инерционных масс 7-10, четыре датчика силы 11-14, четыре датчика съема выходного сигнала 15-18. Упругий подвес состоит из наружного и внутреннего контуров.The sensitive element of the micromechanical gyroscope (Fig. 1) contains a housing made in the form of a board 1 made of dielectric material, the first 2, second 3, third 4 and fourth 5 identical inertial masses, each of which is made in the form of a silicon plate, located with a gap relative to board 1 and are connected to it by elastic elements forming an elastic suspension, allowing pairwise antiphase translational oscillatory movements of the corresponding inertial masses 2, 4 and 3, 5 along the XX and YU axes, respectively (Fig. 2), an electrostatic vibration drive 6, four inertial position sensors mass 7-10, four force sensors 11-14, four output signal pickup sensors 15-18. The elastic suspension consists of outer and inner contours.

Наружный контур представляет собой замкнутую цепь чередующихся между собой четырех узлов синхронизации 19, восьми планок 20, восьми балок 21.The outer contour is a closed chain of alternating four synchronization units 19, eight strips 20, eight beams 21.

На каждой из балок 21 со стороны узлов синхронизации размещен подвижный элемент вибропривода 6. На каждой из балок 21 со стороны инерционной массы размещен подвижный элемент соответствующего датчика положения инерционной массы 7-10.On each of the beams 21 on the side of the synchronization units there is a movable element of the vibration drive 6. On each of the beams 21 on the side of the inertial mass there is a movable element of the corresponding position sensor of the inertial mass 7-10.

Каждый из узлов синхронизации 19 крепится к соответствующему анкеру 22 с помощью упругого элемента 23 и двум соответствующим балкам 21 с помощью упругих элементов 24. Каждая из балок 21 крепится к соответствующим анкерам 25 и 26 с помощью упругих элементов 27.Each of the synchronization units 19 is attached to the corresponding anchor 22 using an elastic element 23 and two corresponding beams 21 using elastic elements 24. Each of the beams 21 is attached to the corresponding anchors 25 and 26 using elastic elements 27.

Четыре планки 20, расположенные с внешней стороны инерционных масс 2-5, крепятся к соответствующим анкерам 26 с помощью упругих элементов 28, а четыре планки 20, расположенные с внутренней стороны инерционных масс 2-5, крепятся к соответствующим анкерам 25 с помощью упругих элементов 28.Four strips 20, located on the outside of the inertial masses 2-5, are attached to the corresponding anchors 26 using elastic elements 28, and four strips 20, located on the inside of the inertial masses 2-5, are attached to the corresponding anchors 25 using elastic elements 28 .

Каждая инерционная масса 2-5 соединена с соответствующими балками 21 с помощью упругих элементов 29 и с соответствующими планками 20 с помощью упругих элементов 30.Each inertial mass 2-5 is connected to the corresponding beams 21 using elastic elements 29 and to the corresponding strips 20 using elastic elements 30.

Внутренний контур расположен в центральной части устройства и представляет собой замкнутую цепь чередующихся между собой четырех идентичных уголков 31, четырех идентичных рамок 32, каждая из рамок содержит в центральной части подвижные элементы соответствующего датчика съема выходного сигнала 15-18 и по краям рамки содержит подвижные элементы соответствующего датчика силы 11-14.The internal contour is located in the central part of the device and is a closed chain of alternating four identical corners 31, four identical frames 32, each of the frames contains in the central part the moving elements of the corresponding output signal pickup sensor 15-18 and at the edges of the frame contains the moving elements of the corresponding force sensor 11-14.

Каждый из уголков 31 крепится к соответствующему анкеру 25 с помощью упругого элемента 33, упругие элементы 34 обеспечивают соединение соответствующего уголка 31 и двух соответствующих рамок 32. Каждый из уголков 31 соединен с двумя соответствующими планками 20 с помощью упругих элементов 35.Each of the corners 31 is attached to the corresponding anchor 25 using an elastic element 33, the elastic elements 34 provide connection between the corresponding corner 31 and two corresponding frames 32. Each of the corners 31 is connected to two corresponding strips 20 using elastic elements 35.

Каждая из рамок 32 с помощью упругих элементов 36 крепится к центральному анкеру 37 и соответствующему анкеру 38, допускающими линейные перемещения рамок.Each of the frames 32 with the help of elastic elements 36 is attached to the central anchor 37 and the corresponding anchor 38, allowing linear movements of the frames.

Соединение наружного и внутреннего контуров упругого подвеса обеспечивают упругие элементы 35.The connection of the outer and inner contours of the elastic suspension is provided by elastic elements 35.

Электростатический вибропривод 6 представляет собой плоский конденсатор, содержащий подвижные элементы, расположенные на внешней стороне соответствующей балки 21, и неподвижные элементы, закрепленные на плате 1 (не показаны).The electrostatic vibration drive 6 is a flat capacitor containing movable elements located on the outer side of the corresponding beam 21, and fixed elements mounted on the board 1 (not shown).

Каждый датчик положения инерционных масс 7-10 представляет собой плоский конденсатор, содержащий подвижные элементы, расположенные на внутренней стороне соответствующей балки 21, и неподвижные элементы, закрепленные на плате 1 (не показаны).Each position sensor of inertial masses 7-10 is a flat capacitor containing movable elements located on the inside of the corresponding beam 21, and fixed elements mounted on the board 1 (not shown).

Каждый датчик съема выходного сигнала 15-18 представляется собой плоский конденсатор, содержащий подвижные элементы, расположенные в центре соответствующей рамки 32, и неподвижные элементы, закрепленные на плате 1 (не показаны).Each output signal pickup sensor 15-18 is a flat capacitor containing movable elements located in the center of the corresponding frame 32, and fixed elements mounted on the board 1 (not shown).

Каждый датчик силы 11-14 представляет собой плоский конденсатор, содержащий подвижные элементы, расположенные по краям соответствующей рамки 32, и неподвижные элементы, закрепленные на плате 1 (не показаны).Each force sensor 11-14 is a flat capacitor containing movable elements located at the edges of the corresponding frame 32, and fixed elements mounted on the board 1 (not shown).

Все четыре датчика съема выходного сигнала и все четыре датчика положения инерционных масс включены по дифференциальной схеме с целью минимизации постоянной составляющей шумов.All four output signal pickup sensors and all four inertial mass position sensors are connected according to a differential circuit in order to minimize the constant component of noise.

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

При включении питания под действием электростатических сил, возникающих в электростатическом виброприводе 6 балки 21, начинают совершать попарно-противофазные поступательные колебания вдоль осей XX и YY, которые передаются соответствующим инерционным массам 2, 4 и 3, 5 соответственно (фиг. 2). Амплитуда перемещений инерционных масс 2-5 определяется соответствующими датчиками положения инерционных масс 7-10. При появлении угловой скорости Ω вокруг оси перпендикулярной плоскости инерционных масс возникают силы инерции Кориолиса, которые вызывают поступательные попарно-противофазные движения инерционных масс 2, 4 и 3, 5 в направлении осей YY и XX соответственно (фиг. 3). Инерционные массы 2, 4 и 3, 5 приводят в движение планки 20 и уголки 31, которые в свою очередь приводят в движение рамки внутреннего контура 32, с расположенными в них подвижными элементами датчиков съема выходного сигнала 15-18. Сигналы с датчиков съема выходного сигнала 15-18, содержащие информацию об угловой скорости Ω корпуса (платы 1), поступают в блок электроники для обработки (не показан).When the power is turned on, under the influence of electrostatic forces arising in the electrostatic vibration drive 6, the beams 21 begin to perform pairwise antiphase translational oscillations along the XX and YY axes, which are transmitted to the corresponding inertial masses 2, 4 and 3, 5, respectively (Fig. 2). The amplitude of the movements of the inertial masses 2-5 is determined by the corresponding position sensors of the inertial masses 7-10. When the angular velocity Ω appears around the axis perpendicular to the plane of the inertial masses, Coriolis inertia forces arise, which cause translational pairwise antiphase movements of the inertial masses 2, 4 and 3, 5 in the direction of the YY and XX axes, respectively (Fig. 3). The inertial masses 2, 4 and 3, 5 set in motion the strips 20 and the corners 31, which in turn set in motion the frames of the internal contour 32, with the moving elements of the output signal pickup sensors 15-18 located in them. Signals from the output signal pickup sensors 15-18, containing information about the angular velocity Ω of the housing (board 1), enter the electronics unit for processing (not shown).

Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели обеспечивает существенное повышение чувствительности устройства. Масштабный коэффициент в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом увеличивается в два раза.The combination of essential features of the proposed utility model provides a significant increase in the sensitivity of the device. The scale factor in the proposed device doubles compared to the prototype.

Claims (1)

Чувствительный элемент микромеханического гироскопа, содержащий корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала, первую, вторую, третью и четвертую идентичные инерционные массы, каждая из которых выполнена в виде пластины из кремния, расположена с зазором относительно платы и связана с ней упругими элементами, образующими упругий подвес, электростатический вибропривод, содержащий подвижные и неподвижные элементы, четыре датчика выходного сигнала, содержащие подвижные и неподвижные элементы, четыре электростатические датчика силы, содержащие подвижные и неподвижные элементы, четыре датчика положения инерционных масс, содержащие подвижные и неподвижные элементы, все четыре датчика выходного сигнала так же, как и все четыре датчика силы, включены по дифференциальной схеме, отличающийся тем, что упругий подвес допускает попарно-противофазные поступательные колебательные движения первой, третьей инерционных масс и второй, четвертой инерционных масс вдоль осей XX и УУ соответственно, при этом упругий подвес выполнен в виде наружного контура, состоящего из замкнутой цепи чередующихся между собой четырех узлов синхронизации, восьми балок, восьми планок, каждый из узлов синхронизации связан упругим элементом с соответствующим анкером, каждый из узлов синхронизации связан упругими элементами с соответствующими балками, на каждой из балок со стороны узлов синхронизации размещен подвижный элемент вибропривода, на каждой из балок со стороны инерционных масс размещен подвижный элемент соответствующего датчика положения инерционной массы, каждая из балок связана упругими элементами с соответствующими анкерами, каждая из планок связана упругими элементами с соответствующими анкерами, каждая из инерционных масс связана упругими элементами с соответствующими балками и соответствующими планками, входящими в наружный контур упруго подвеса, и внутреннего контура, расположенного в центре устройства, состоящего из замкнутой цепи чередующихся между собой четырех идентичных уголков, четырех идентичных рамок, в центральной части каждой из рамок размещен подвижный элемент соответствующего датчика съема выходного сигнала, по краям каждой из рамок размещены подвижные элементы соответствующего датчика силы, каждый из уголков связан упругим элементом с соответствующим анкером, каждый из уголков связан упругими элементами с соответствующими планками, каждая из рамок связана упругими элементами с соответствующими уголками, каждая из рамок связана упругим элементом с центральным анкером, каждая из рамок связана упругим элементом с соответствующим анкером.A sensitive element of a micromechanical gyroscope containing a housing made in the form of a board made of dielectric material, the first, second, third and fourth identical inertial masses, each of which is made in the form of a silicon plate, located with a gap relative to the board and connected to it by elastic elements forming elastic suspension, electrostatic vibration drive containing moving and stationary elements, four output signal sensors containing moving and stationary elements, four electrostatic force sensors containing moving and stationary elements, four inertial mass position sensors containing moving and stationary elements, all four output sensors signal, as well as all four force sensors, are connected according to a differential circuit, characterized in that the elastic suspension allows pairwise antiphase translational oscillatory movements of the first, third inertial masses and the second, fourth inertial masses along the XX and YU axes, respectively, while the elastic the suspension is made in the form of an external contour consisting of a closed chain of alternating four synchronization nodes, eight beams, eight slats, each of the synchronization nodes is connected by an elastic element to the corresponding anchor, each of the synchronization nodes is connected by elastic elements to the corresponding beams, on each of the beams on the side of the synchronization units there is a movable element of the vibration drive, on each of the beams on the side of the inertial masses there is a movable element of the corresponding inertial mass position sensor, each of the beams is connected by elastic elements with the corresponding anchors, each of the strips is connected by elastic elements with the corresponding anchors, each of the inertial masses connected by elastic elements with the corresponding beams and corresponding strips included in the outer contour of the elastic suspension, and the internal contour located in the center of the device, consisting of a closed chain of alternating four identical corners, four identical frames, in the central part of each of the frames there is a movable element corresponding sensor for collecting the output signal, at the edges of each frame there are movable elements of the corresponding force sensor, each of the corners is connected by an elastic element with the corresponding anchor, each of the corners is connected by elastic elements with the corresponding strips, each of the frames is connected by elastic elements with the corresponding corners, each of frames are connected by an elastic element to a central anchor, each of the frames is connected by an elastic element to a corresponding anchor.
RU2023122632U 2023-08-31 Sensitive element of a micromechanical gyroscope RU220884U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU220884U1 true RU220884U1 (en) 2023-10-09

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7513155B2 (en) * 2005-12-05 2009-04-07 Hitachi, Ltd. Inertial sensor
RU181219U1 (en) * 2018-04-06 2018-07-06 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) SENSITIVE ELEMENT OF A MICROMECHANICAL GYROSCOPE
RU182540U1 (en) * 2017-12-13 2018-08-22 Акционерное общество "ГИРООПТИКА" (АО "ГИРООПТИКА") MICROELECTROMECHANICAL GYROSCOPE
US20180321275A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Capacitive microelectromechanical accelerometer
US10753743B2 (en) * 2015-11-20 2020-08-25 Robert Bosch Gmbh Micromechanical yaw rate sensor and method for the production thereof
RU2761764C1 (en) * 2021-01-28 2021-12-13 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micromechanical vibration gyroscope

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7513155B2 (en) * 2005-12-05 2009-04-07 Hitachi, Ltd. Inertial sensor
US10753743B2 (en) * 2015-11-20 2020-08-25 Robert Bosch Gmbh Micromechanical yaw rate sensor and method for the production thereof
US20180321275A1 (en) * 2017-05-08 2018-11-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Capacitive microelectromechanical accelerometer
RU182540U1 (en) * 2017-12-13 2018-08-22 Акционерное общество "ГИРООПТИКА" (АО "ГИРООПТИКА") MICROELECTROMECHANICAL GYROSCOPE
RU181219U1 (en) * 2018-04-06 2018-07-06 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) SENSITIVE ELEMENT OF A MICROMECHANICAL GYROSCOPE
RU2761764C1 (en) * 2021-01-28 2021-12-13 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micromechanical vibration gyroscope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6837107B2 (en) Micro-machined multi-sensor providing 1-axis of acceleration sensing and 2-axes of angular rate sensing
US10760909B2 (en) Angular rate sensor with in-phase drive and sense motion suppression
JP5639088B2 (en) Micro gyroscope for measuring the rotational movement of X axis or / and Y axis and Z axis
US4841773A (en) Miniature inertial measurement unit
EP1752735B1 (en) Vibratory gyro bias error cancellation using mode reversal
CA1215244A (en) Two axis angular rate and specific force sensor utilizing vibrating accelerometers
KR100373484B1 (en) vibrating micromachined gyroscope
US11193768B2 (en) Gyroscope with double input
CN102798386A (en) Three-degree-of-freedom resonance silicon micromechanical gyroscope
CA2498115A1 (en) Oscillation of vibrating beam in a first direction for a first time period and a second direction for a second time period to sense angular rate of the vibrating beam
CN110702088B (en) Wheel type double-shaft micromechanical gyroscope
RU220884U1 (en) Sensitive element of a micromechanical gyroscope
RU182540U1 (en) MICROELECTROMECHANICAL GYROSCOPE
Singh Piezoelectric gyro sensor technology
RU152970U1 (en) MICROELECTROMECHANICAL GYROSCOPE
CN117146789A (en) Device, method and system for detecting angular velocity
RU197326U1 (en) Sensing element of a biaxial micromechanical gyroscope
US3250133A (en) Differential accelerometer
TWI592633B (en) Anti-interference gyroscope
RU145145U1 (en) MICROELECTROMECHANICAL GYROSCOPE
RU2234679C2 (en) Angular velocity micromechanical sensor
RU23974U1 (en) MICROMECHANICAL GYROSCOPE
JP3873266B2 (en) 3D angular velocity sensor
CN201561983U (en) Full-decoupling capacitor-type micro mechanical gyro for measuring angular speed
RU130693U1 (en) MICROMECHANICAL GYROSCOPE