RU2471149C2 - Compensation-type micromechanical gyroscope - Google Patents

Compensation-type micromechanical gyroscope Download PDF

Info

Publication number
RU2471149C2
RU2471149C2 RU2010150708/28A RU2010150708A RU2471149C2 RU 2471149 C2 RU2471149 C2 RU 2471149C2 RU 2010150708/28 A RU2010150708/28 A RU 2010150708/28A RU 2010150708 A RU2010150708 A RU 2010150708A RU 2471149 C2 RU2471149 C2 RU 2471149C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
output
measuring
along
vibrations
Prior art date
Application number
RU2010150708/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010150708A (en
Inventor
Яков Анатольевич Некрасов
Николай Владимирович Моисеев
Роман Геннадьевич Люкшонков
Original Assignee
Яков Анатольевич Некрасов
Николай Владимирович Моисеев
Роман Геннадьевич Люкшонков
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 Яков Анатольевич Некрасов, Николай Владимирович Моисеев, Роман Геннадьевич Люкшонков filed Critical Яков Анатольевич Некрасов
Priority to RU2010150708/28A priority Critical patent/RU2471149C2/en
Publication of RU2010150708A publication Critical patent/RU2010150708A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2471149C2 publication Critical patent/RU2471149C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: micromechanical gyroscope has an inertial mass, a comb-type motor, a device for measuring displacement of the inertial mass, series-connected phase changer, multiplier, low-pass filter, and a device with a measurable transfer constant, which realises the following relationship: Z=K·X·Y2, where X, Y are signals at the first and second outputs of a signal converter, respectively; Z is the output control signal; K is the conversion factor. One input of the device with a measurable transfer constant is connected to the output of the low-pass filter, and the signal from the output of the device for measuring displacement on the axis of secondary vibrations is transmitted to the second input, which enables to determine the in-phase and differential component.
EFFECT: invention enables to reduce the effect of linear accelerations, vibrations and temperature on accuracy characteristics of a compensation-type micromechanical gyroscope.
2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к приборам, измеряющим угловую скорость, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ).The proposed device relates to devices that measure angular velocity, in particular to micromechanical gyroscopes (MMG).

Известны ММГ компенсационного типа, в которых за счет обратной связи обеспечивается компенсация сил, обусловленных Кориолисовыми ускорениями [патент РФ №2393428 С1. Микромеханический гироскоп компенсационного типа].Known MMG compensation type, in which due to the feedback provided compensation of forces due to Coriolis accelerations [RF patent No. 2393428 C1. Micromechanical gyroscope compensation type].

Конструкция ММГ наиболее чувствительна к воздействию таких механических характеристик, как линейные вибрации, удары и ускорения вдоль оси первичных колебаний, и к изменению температуры. Перечисленные внешние воздействия приводят к изменению зазора между электродами, расположенными по оси вторичных колебаний. При этом изменяются характеристики датчиков угла и датчиков момента, в частности их коэффициенты передачи. Это может приводить к изменению масштабного коэффициента и смещения нуля, а также влиять на величину отрицательной жесткости и квадратурную помеху. Это приводит к появлению ошибок измерения в выходном сигнале ММГ.The MMG design is most sensitive to the effects of such mechanical characteristics as linear vibrations, shock and acceleration along the axis of primary vibrations, and to temperature changes. The listed external influences lead to a change in the gap between the electrodes located along the axis of the secondary vibrations. In this case, the characteristics of the angle sensors and torque sensors, in particular their transmission coefficients, are changed. This can lead to a change in the scale factor and zero offset, and also affect the magnitude of the negative stiffness and quadrature interference. This leads to the appearance of measurement errors in the output signal MMG.

Известны различные способы уменьшения влияния изменения зазора. В ряде патентов (см., например, пат. РФ №2289789 С1 и пат. США №6765305 В2) предложено решение для гироскопов прямого типа преобразования, заключающееся в измерении суммы токов, протекающих через электроды дифференциального емкостного датчика для выделения информации о зазоре, и в использовании полученного сигнала для коррекции масштабного коэффициента датчика угла.Various methods are known for reducing the effect of changing the gap. A number of patents (see, for example, Pat. RF No. 2289789 C1 and US Pat. No. 6,765,305 B2) offer a solution for direct conversion gyroscopes, which consists in measuring the sum of currents flowing through the electrodes of a differential capacitive sensor to highlight information about the gap, and in using the received signal to correct the scale factor of the angle sensor.

Однако такой схемы компенсации изменения зазора в ММГ замкнутого типа недостаточно, т.к. от величины зазора зависит напряжение, приложенное к силовым электродам по оси вторичных колебаний, следовательно, коэффициент передачи этих электродов.However, such a compensation scheme for the change in the gap in a closed-type MMG is not enough, because the voltage applied to the power electrodes along the axis of secondary vibrations depends on the size of the gap, therefore, the transfer coefficient of these electrodes.

В заявке США №2009/0056443 А1 приведено решение, которое заключается в использовании силовой обратной связи с помощью дополнительных электродов (force balance plates) для поддержания величины зазора постоянной [фиг. 11-с этой заявки]. Также, в связи с тем что напряжения, приложенные к электродам, меняют параметры подвеса, то для компенсации изменения отрицательной жесткости и резонансной частоты предусмотрены специальные электроды (electric spring plates). Это позволяет работать как в разомкнутом, так и компенсационном режимах. Однако в патенте не приведен алгоритм измерения перемещения подвижной массы, и сама реализация дополнительных электродов требует дополнительных затрат.In the application US No. 2009/0056443 A1, a solution is presented that consists in using force feedback using additional electrodes (force balance plates) to maintain the gap value constant [Fig. 11-from this application]. Also, due to the fact that the voltage applied to the electrodes changes the suspension parameters, special electrodes (electric spring plates) are provided to compensate for changes in negative stiffness and resonant frequency. This allows you to work both in open and compensation modes. However, the patent does not provide an algorithm for measuring the movement of moving mass, and the implementation of additional electrodes itself requires additional costs.

Устройство, описанное в патенте РФ №2393428, является наиболее близким к предлагаемому устройству и выбрано в качестве прототипа. Оно содержит инерционную массу, гребенчатый двигатель, образованный гребенками статоров и ротора, устройство измерения перемещений инерционной массы по оси первичных колебаний, устройство измерения перемещений инерционной массы по оси вторичных колебаний, две пары электродов по оси вторичных колебаний, одна из которых является измерительной, другая - силовой, устройство возбуждения первичных колебаний, включенное между устройством измерения перемещений по оси первичных колебаний и электродами гребенчатого двигателя, последовательно включенные дифференцирующее звено и усилитель, включенные между устройством измерения перемещений по оси вторичных колебаний и парой силовых электродов по оси вторичных колебаний, последовательно включенные фазовращатель, умножитель и фильтр низкой частоты, вход фазовращателя подключен к выходу устройства измерения перемещений по оси первичных колебаний, а второй вход умножителя соединен с выходом усилителя, устройство подавления квадратуры, один вход которого подключен к выходу устройства измерения перемещений по оси первичных колебаний, второй вход устройства подавления квадратуры подключен к выходу устройства измерения перемещений по оси вторичных колебаний, выход устройства подавления квадратуры соединен с парой силовых электродов по оси вторичных колебаний, усилитель с постоянным коэффициентом усиления, включенный между устройством измерения перемещений по оси первичных колебаний и парой силовых электродов по оси вторичных колебаний.The device described in the patent of the Russian Federation No. 2393428 is the closest to the proposed device and is selected as a prototype. It contains an inertial mass, a comb engine formed by combs of stators and a rotor, a device for measuring inertial mass displacements along the primary oscillation axis, a device for measuring inertial mass displacements along the secondary oscillation axis, two pairs of electrodes along the secondary oscillation axis, one of which is measuring, the other power, primary excitation excitation device connected between the device for measuring displacements along the axis of primary vibrations and electrodes of the comb engine, sequentially о the included differentiating element and amplifier, connected between the device for measuring displacements along the axis of secondary oscillations and a pair of power electrodes along the axis of secondary oscillations, the phase shifter, multiplier and low-pass filter connected in series, the input of the phase shifter is connected to the output of the device for measuring displacements along the axis of primary vibrations, and the second the input of the multiplier is connected to the output of the amplifier, a quadrature suppression device, one input of which is connected to the output of the device for measuring displacements along the primary axis oscillations, the second input of the quadrature suppression device is connected to the output of the device for measuring displacements along the axis of secondary vibrations, the output of the quadrature suppressor is connected to a pair of power electrodes along the axis of secondary vibrations, an amplifier with a constant gain connected between the device for measuring displacements along the axis of primary vibrations and a pair of power electrodes along the axis of secondary vibrations.

Недостатком прототипа является то, что в нем не предусмотрен способ компенсации изменения зазора, что приводит к появлению ошибок измерения в выходном сигнале ММГ.The disadvantage of the prototype is that it does not provide a way to compensate for changes in the gap, which leads to the appearance of measurement errors in the output signal MMG.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение влияния линейных ускорений, вибраций и температуры на точностные характеристики микромеханического гироскопа компенсационного типа.The problem to which the invention is directed is to reduce the influence of linear accelerations, vibrations and temperature on the accuracy characteristics of a compensation-type micromechanical gyroscope.

Решение указанной задачи достигается тем, что в компенсационный гироскоп введен дополнительный блок с изменяемым коэффициентом передачи, при этом один вход которого соединен с выходом фильтра низкой частоты, а на второй вход поступает сигнал с выхода устройства измерения перемещений, представляющего собой известную структуру емкостного датчика [патент РФ №2289789 С1], который позволяет определять синфазную и дифференциальную составляющую.The solution to this problem is achieved by the fact that an additional unit with a variable transmission coefficient is introduced into the compensation gyroscope, with one input connected to the output of a low-pass filter, and a signal from the output of the displacement measuring device, which is a known structure of a capacitive sensor, is fed to the second input [patent RF №2289789 C1], which allows you to determine the in-phase and differential component.

Заявленное устройство поясняется чертежами.The claimed device is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства. На фиг.2 приведена блок-схема устройства измерения перемещений подвижной массы микромеханического гироскопа по оси вторичных колебаний.Figure 1 shows a block diagram of the proposed device. Figure 2 shows a block diagram of a device for measuring the displacements of a moving mass of a micromechanical gyroscope along the axis of secondary vibrations.

На фиг.1 приняты следующие обозначения:In figure 1, the following notation:

1 - чувствительный элемент (ЧЭ) микромеханического гироскопа;1 - sensitive element (SE) of a micromechanical gyroscope;

2 - инерционная масса;2 - inertial mass;

3 - измерительные электроды;3 - measuring electrodes;

4 - силовые электроды;4 - power electrodes;

5 - устройство возбуждения первичных колебаний;5 - a device for exciting primary vibrations;

6, 1 - устройства измерения перемещений;6, 1 - device for measuring displacement;

8 - дифференцирующее звено;8 - differentiating link;

9 - устройство подавления квадратуры;9 - squelch suppression device;

10, 11 - усилители;10, 11 - amplifiers;

12 - умножитель;12 - multiplier;

13 - фильтр низкой частоты;13 - low-pass filter;

14 - устройство с изменяемым коэффициентом передачи;14 - a device with a variable transmission coefficient;

15 - фазосдвигающее устройство.15 is a phase shifting device.

На фиг.2 приняты следующие обозначения:In figure 2, the following notation:

16, 17 - конденсаторы, образованные подвижной массой и статорами дифференциального емкостного датчика по оси вторичных колебаний;16, 17 - capacitors formed by the moving mass and the stators of the differential capacitive sensor along the axis of the secondary oscillations;

18, 19, 25-27 - резисторы;18, 19, 25-27 - resistors;

20, 21, 24 - операционные усилители;20, 21, 24 - operational amplifiers;

22, 23 - трансрезистивные усилители;22, 23 - transresistive amplifiers;

28 - дифференциальный усилитель;28 - differential amplifier;

29 - фазосдвигающее устройство;29 - phase shifting device;

30 - демодулятор;30 - demodulator;

31 - устройство преобразования сигналов;31 is a signal conversion device;

32 - выпрямитель;32 - rectifier;

33 - суммирующее устройство;33 is a summing device;

34 - генератор переменного напряжения.34 - alternating voltage generator.

Чувствительный элемент 1 состоит из инерционной массы 2, измерительных электродов по осям первичных и вторичных колебаний 3 и силовых электродов 4. К измерительным электродам 3 подключены устройства измерения перемещений 6 и 7. К выходу устройства измерения перемещений 7 по оси вторичных колебаний последовательно подключены дифференцирующее звено 8 и усилитель 11, первый вход устройства подавления квадратуры 9. Выход усилителя 11 соединен с силовыми электродами 4 ЧЭ 1. К выходу устройства измерения перемещений 6 по оси первичных колебаний подключены фазовращатель 15, второй вход устройства подавления квадратуры 9, устройство возбуждения первичных колебаний 5 и усилитель 10. Выход устройства подавления квадратуры 9, выход усилителя 10 и выход устройства возбуждения соединены с силовыми электродами 4 ЧЭ 1. Первый вход умножителя 12 соединен с выходом фазовращателя 15, а второй вход умножителя 12 соединен с выходом усилителя 11. Выход умножителя 11 соединен с входом фильтра низкой частоты 13. К выходу фильтра низкой частоты 13 подключено устройство с изменяемым коэффициентом передачи, второй вход которого подключен к выходу устройства измерения перемещений 7.The sensing element 1 consists of an inertial mass 2, measuring electrodes along the axes of primary and secondary vibrations 3 and power electrodes 4. Displacement measuring devices 6 and 7 are connected to the measuring electrodes 3. Differentiating element 8 is connected in series to the output of the displacement measuring device 7 along the axis of the secondary vibrations 8 and amplifier 11, the first input of the quadrature suppression device 9. The output of the amplifier 11 is connected to the power electrodes 4 of the SE 1. To the output of the displacement measuring device 6 along the axis of the primary vibrations The phase shifter 15, the second input of the quadrature suppression device 9, the primary oscillation excitation device 5, and the amplifier 10 are received. The output of the quadrature suppression device 9, the output of the amplifier 10, and the output of the excitation device are connected to power electrodes 4 of the SE 1. The first input of multiplier 12 is connected to the output of phase shifter 15 and the second input of the multiplier 12 is connected to the output of the amplifier 11. The output of the multiplier 11 is connected to the input of the low-pass filter 13. A device with a variable transmission coefficient is connected to the output of the low-pass filter 13 whose input is connected to the output of the displacement measuring device 7.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Инерционная масса 2 под управлением устройства возбуждения первичных колебаний 5 совершает колебательные движения. При появлении переносной скорости основания относительно оси чувствительности возникают моменты сил Кориолиса, это вызывает вторичные угловые колебания ротора ММГ.The inertial mass 2 under the control of the primary oscillation excitation device 5 makes oscillatory movements. With the advent of the portable velocity of the base relative to the axis of sensitivity, moments of Coriolis forces arise, this causes secondary angular oscillations of the MMG rotor.

В контуре обратной связи, образованном дифференцирующим звеном 8 и усилителем 11, формируется сигнал управления, который возвращает инерционную массу в нейтральное положение.In the feedback loop formed by the differentiating link 8 and the amplifier 11, a control signal is generated that returns the inertial mass to the neutral position.

Для системы с обратной связью сигнал управления определяется с помощью передаточной функции:For a feedback system, the control signal is determined using the transfer function:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Кос - коэффициент передачи в обратной связи; Мкор - входной момент, создаваемый силами Кориолиса; W(s) - передаточная функция объекта (разомкнутой цепи).where K OS - gear ratio in feedback; M cor - the input moment created by the forces of Coriolis; W (s) is the transfer function of the object (open circuit).

Т.к. для обеспечения компенсационного режима контурный коэффициент должен удовлетворять условию:Because to ensure the compensation mode, the contour coefficient must satisfy the condition:

Figure 00000002
Figure 00000002

то выражение (1) принимает вид:then expression (1) takes the form:

Figure 00000003
Figure 00000003

Момент, формируемый силовым электродом 4, определяется по формуле:The moment formed by the power electrode 4 is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ε - диэлектрическая проницаемость среды в зазоре между электродами; S - площадь электродов, образующих конденсаторы емкостных датчиков; x0 - начальный зазор между электродами;where ε is the dielectric constant of the medium in the gap between the electrodes; S is the area of the electrodes forming the capacitors of the capacitive sensors; x 0 is the initial gap between the electrodes;

Для дифференциального управления выражение (4) принимает вид:For differential control, expression (4) takes the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

где V1,2=V0±ΔV - напряжения, прикладываемые к силовым электродам;where V 1,2 = V 0 ± ΔV are the voltages applied to the power electrodes;

V0 - постоянное напряжение смещения; ΔV - напряжение управления.V 0 - constant bias voltage; ΔV is the control voltage.

Откуда коэффициент передачи в обратной связи равен:Where does the transmission coefficient in feedback equal to:

Figure 00000006
Figure 00000006

Соответственно, подставляя Кос в выражение (3), получаем зависимость сигнала управления Uупр от зазора x0:Accordingly, substituting K OS in the expression (3), we obtain the dependence of the control signal U CPR from the gap x 0 :

Figure 00000007
Figure 00000007

Т.к. М изменяется по гармоническому закону:Because M changes according to a harmonic law:

Figure 00000008
Figure 00000008

где Ma - амплитуда; ωγ - частота первичных колебаний.where M a is the amplitude; ω γ is the frequency of the primary oscillations.

Таким образом, выходной сигнал с усилителя 11 поступает на умножитель 12, где перемножается с сигналом, сдвинутым фазовращателем 15 на 90° по отношению к напряжению на выходе устройства измерения перемещений 6 по оси первичных колебаний. Затем сигнал, содержащий только полезную составляющую, фильтруется на ФНЧ 13:Thus, the output signal from the amplifier 11 is supplied to the multiplier 12, where it is multiplied with the signal shifted by the phase shifter 15 by 90 ° with respect to the voltage at the output of the displacement measuring device 6 along the axis of the primary vibrations. Then the signal containing only the useful component is filtered on the low-pass filter 13:

Figure 00000009
Figure 00000009

Принцип работы устройства измерения перемещений подробно рассмотрен в описании устройства патента РФ №2289789.The principle of operation of the displacement measuring device is described in detail in the description of the device of the patent of the Russian Federation No. 2289789.

Сигналом, пропорциональным смещению подвижной массы, является выходной сигнал выпрямителя 32. Выделение этого сигнала поясняется фиг.2.The signal proportional to the displacement of the moving mass is the output signal of the rectifier 32. The selection of this signal is illustrated in FIG.

Для суммы токов, протекающих через электроды дифференциальных емкостных датчиков по оси вторичных колебаний, справедливо выражение:For the sum of the currents flowing through the electrodes of the differential capacitive sensors along the axis of the secondary oscillations, the expression is true:

Figure 00000010
Figure 00000010

Для плоскопараллельных дифференциальных емкостных датчиков можно считать, что емкости 16 и 17 изменяются в соответствии с выражениями:For plane-parallel differential capacitive sensors, we can assume that the capacitance 16 and 17 are changed in accordance with the expressions:

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

х1, x2 - зазоры между электродами датчиков, которые пропорциональны величине:x 1 , x 2 - the gaps between the electrodes of the sensors, which are proportional to the value:

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

Δx - смещение подвижной массы.Δx is the displacement of the moving mass.

Из выражений (10-14) можно получить следующее выражение:From expressions (10-14), we can obtain the following expression:

Figure 00000015
Figure 00000015

где U - напряжение на выходе генератора переменного напряжения 34; ω - угловая частота напряжения.where U is the voltage at the output of the alternating voltage generator 34; ω is the angular frequency of the voltage.

При малых (по сравнению с величиной зазора x0) перемещениях подвижной массы (Δx) выражение (15) примет вид:For small (compared with the gap x 0 ) displacements of the moving mass (Δx), expression (15) takes the form:

Figure 00000016
Figure 00000016

Т.е. измеренная сумма токов обратно пропорциональна зазору между электродами. Следовательно, сигнал на втором выходе устройства измерения перемещений пропорционален величине:Those. the measured sum of currents is inversely proportional to the gap between the electrodes. Therefore, the signal at the second output of the displacement measuring device is proportional to:

Figure 00000017
Figure 00000017

Поэтому этот сигнал можно использовать в законе управления (в обработке информации) для компенсации изменения зазора в сигнале U13.Therefore, this signal can be used in the control law (in information processing) to compensate for the change in the gap in the signal U 13 .

Для этого в устройстве с изменяемым коэффициентом передачи 14 реализован следующий алгоритм:To this end, the following algorithm is implemented in a device with a variable transmission coefficient 14:

Figure 00000018
Figure 00000018

где Х, Y и Z - соответственно сигналы на первом и втором входах и выходе устройства с изменяемым коэффициентом передачи; К - коэффициент преобразования.where X, Y and Z are the signals at the first and second inputs and output of the device with a variable transmission coefficient, respectively; K is the conversion coefficient.

На основании формул (9, 17, 18) сигнал на выходе устройства с изменяемым коэффициентом передачи 14 пропорционален:Based on formulas (9, 17, 18), the signal at the output of the device with a variable transmission coefficient 14 is proportional to:

Figure 00000019
Figure 00000019

и не зависит от зазора.and does not depend on the gap.

Выходной сигнал устройства с изменяемым коэффициентом передачи является выходным сигналом ММГ, пропорциональным действующей угловой скорости основания ММГ.The output signal of the device with a variable transmission coefficient is the output signal MMG, proportional to the effective angular velocity of the base MMG.

Следовательно, наличие этого блока и введение в схеме измерения перемещения дополнительного сигнала о смещении ротора гироскопа позволяет компенсировать изменения характеристик силовых электродов при воздействии на ММГ вибраций и температуры.Therefore, the presence of this unit and the introduction of an additional signal on the displacement of the gyroscope rotor in the measurement circuit of the gyroscope allows one to compensate for changes in the characteristics of the power electrodes when exposed to vibration and temperature on the MMG.

Устройство с изменяемым коэффициентом передачи 14 может быть выполнено на основе аналоговых умножителей или с использованием цифровых процессоров. Суть изобретения не меняется при реализации отдельных элементов предложенного устройства на другой, кроме приводимой в качестве примера, элементной базе.The device with a variable gain 14 can be performed on the basis of analog multipliers or using digital processors. The essence of the invention does not change when implementing the individual elements of the proposed device to another, except as an example, element base.

Claims (1)

Микромеханический гироскоп компенсационного типа, содержащий инерционную массу, гребенчатый двигатель, образованный гребенками статоров и ротора, устройство измерения перемещений инерционной массы по оси первичных колебаний, устройство измерения перемещений инерционной массы по оси вторичных колебаний, имеющее два выхода, две пары электродов по оси вторичных колебаний, одна из которых является измерительной, другая - силовой, устройство возбуждения первичных колебаний, включенное между устройством измерения перемещений по оси первичных колебаний и электродами гребенчатого двигателя, последовательно включенные дифференцирующее звено и усилитель, включенные между первым выходом устройства измерения перемещений по оси вторичных колебаний и парой силовых электродов по оси вторичных колебаний, устройство подавления квадратуры, один вход которого подключен к выходу устройства измерения перемещений по оси первичных колебаний, второй вход устройства подавления квадратуры подключен к первому выходу устройства измерения перемещений по оси вторичных колебаний, выход устройства подавления квадратуры соединен с парой силовых электродов по оси вторичных колебаний, усилитель с постоянным коэффициентом усиления, включенный между устройством измерения перемещений по оси первичных колебаний и парой силовых электродов по оси вторичных колебаний, последовательно включенные фазовращатель, умножитель и фильтр низкой частоты, вход фазовращателя подключен к выходу устройства измерения перемещений по оси первичных колебаний, а второй вход умножителя соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что в него дополнительно введено устройство с изменяемым коэффициентом передачи, соединенное с выходом фильтра низкой частоты, а второй вход устройства с изменяемым коэффициентом передачи соединен со вторым выходом устройства измерения перемещений по оси вторичных колебаний, при этом устройство с изменяемым коэффициентом передачи реализует следующую зависимость: Z=К·Х·Y2,
где X, Y и Z - соответственно сигналы на первом и втором входах и выходе устройства с изменяемым коэффициентом передачи; К - коэффициент преобразования.
A compensation-type micromechanical gyroscope containing an inertial mass, a comb engine formed by combs of stators and a rotor, a device for measuring inertial mass displacements along the primary oscillation axis, a device for measuring inertial mass displacements along the secondary oscillation axis, having two outputs, two pairs of electrodes along the secondary oscillation axis, one of which is a measuring one, the other is a power one, a device for exciting primary vibrations, connected between a device for measuring displacements along the axis of the first oscillations and electrodes of the comb engine, a differentiating element and an amplifier connected in series between the first output of the device for measuring displacements along the axis of secondary vibrations and a pair of power electrodes along the axis of secondary vibrations, a quadrature suppression device, one input of which is connected to the output of the device for measuring displacements along the axis of primary oscillations, the second input of the quadrature suppression device is connected to the first output of the device for measuring displacements along the axis of the secondary oscillations, the output quadrature suppression devices connected to a pair of power electrodes along the axis of secondary vibrations, an amplifier with a constant gain connected between a device for measuring displacements along the axis of primary vibrations and a pair of power electrodes along the axis of secondary vibrations, a phase shifter, a multiplier and a low-pass filter connected in series, the input of the phase shifter is connected to the output of the device for measuring displacements along the axis of the primary oscillations, and the second input of the multiplier is connected to the output of the amplifier, characterized in that in additionally introduced a device with a variable transmission coefficient connected to the output of the low-pass filter, and the second input of the device with a variable transmission coefficient is connected to the second output of the device for measuring displacements along the axis of secondary vibrations, while the device with a variable transmission coefficient implements the following dependence: Z = K X Y 2
where X, Y and Z are, respectively, the signals at the first and second inputs and output of the device with a variable transmission coefficient; K is the conversion coefficient.
RU2010150708/28A 2010-12-07 2010-12-07 Compensation-type micromechanical gyroscope RU2471149C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150708/28A RU2471149C2 (en) 2010-12-07 2010-12-07 Compensation-type micromechanical gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150708/28A RU2471149C2 (en) 2010-12-07 2010-12-07 Compensation-type micromechanical gyroscope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010150708A RU2010150708A (en) 2012-06-20
RU2471149C2 true RU2471149C2 (en) 2012-12-27

Family

ID=46680627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010150708/28A RU2471149C2 (en) 2010-12-07 2010-12-07 Compensation-type micromechanical gyroscope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2471149C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561006C1 (en) * 2014-06-10 2015-08-20 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micromechanical vibration gyroscope

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289789C1 (en) * 2005-09-23 2006-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Device for measuring displacement of movable mass of micromechanical gyroscope
RU2301970C1 (en) * 2006-01-20 2007-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micro-mechanical vibration gyroscope
US7444869B2 (en) * 2006-06-29 2008-11-04 Honeywell International Inc. Force rebalancing and parametric amplification of MEMS inertial sensors
US20090056443A1 (en) * 2006-03-13 2009-03-05 Yishay Sensors Ltd. Dual-axis resonator gyroscope
RU2388999C1 (en) * 2008-09-01 2010-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micromechanical gyroscope (versions) and adjustment methods thereof, based on using amplitude-modulated quadrature testing effect
RU2393428C1 (en) * 2008-10-28 2010-06-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Compensation-type micromechanical gyroscope

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289789C1 (en) * 2005-09-23 2006-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Device for measuring displacement of movable mass of micromechanical gyroscope
RU2301970C1 (en) * 2006-01-20 2007-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micro-mechanical vibration gyroscope
US20090056443A1 (en) * 2006-03-13 2009-03-05 Yishay Sensors Ltd. Dual-axis resonator gyroscope
US7444869B2 (en) * 2006-06-29 2008-11-04 Honeywell International Inc. Force rebalancing and parametric amplification of MEMS inertial sensors
RU2388999C1 (en) * 2008-09-01 2010-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micromechanical gyroscope (versions) and adjustment methods thereof, based on using amplitude-modulated quadrature testing effect
RU2393428C1 (en) * 2008-10-28 2010-06-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Compensation-type micromechanical gyroscope

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561006C1 (en) * 2014-06-10 2015-08-20 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Micromechanical vibration gyroscope

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010150708A (en) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106629571B (en) A kind of weak coupling MEMS resonant formula accelerometer based on mode localization effect
US9915532B2 (en) Method and apparatus for self-calibration of gyroscopes
CN111578923A (en) Closed-loop control method and system for resonant gyroscope
RU2388999C1 (en) Micromechanical gyroscope (versions) and adjustment methods thereof, based on using amplitude-modulated quadrature testing effect
Hu et al. A parametrically amplified MEMS rate gyroscope
EP1497617A2 (en) Mems gyroscope with parametric gain
Casinovi et al. Electrostatic self-calibration of vibratory gyroscopes
RU2301970C1 (en) Micro-mechanical vibration gyroscope
RU2447403C1 (en) Micromechanical gyroscope
RU2471149C2 (en) Compensation-type micromechanical gyroscope
RU2344374C1 (en) Electrode structure for micromechanical gyroscope and micromechanical gyroscope with such structure (versions)
RU2568147C1 (en) Gyro accelerometer with rotor electrostatic suspension and complete primary info
Shirazi et al. Combined phase-readout and self-calibration of MEMS gyroscopes
RU2566655C1 (en) Measurement of apparent acceleration and piezoelectric accelerometer to this end
RU2296301C1 (en) Method and device for measuring movement of movable mass of micro-mechanical gyroscope along axis of secondary oscillations
RU178349U1 (en) Micromechanical gyroscope
US20170254645A1 (en) Angular velocity detection circuit, angular velocity detection device, electronic apparatus, and moving object
RU2393428C1 (en) Compensation-type micromechanical gyroscope
RU2308682C1 (en) Method of adjusting resonance frequency of suspension of movable mass of gyroscope
RU2447402C1 (en) Compensation-type micromechanical gyroscope
CN111623759B (en) Method for accelerating zero-offset stabilization time of micro-electromechanical gyroscope
RU2274833C1 (en) Device for transforming signals of micro-mechanical vibration-type gyroscope
RU2370733C1 (en) Vibration-type micromechanical gyro
RU2626570C1 (en) Micromechanical gyroscope rr-type
RU2490592C1 (en) Prof vavilov's microgyro

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121208