RU53768U1 - Микромеханический гироскоп - Google Patents
Микромеханический гироскоп Download PDFInfo
- Publication number
- RU53768U1 RU53768U1 RU2006101704/22U RU2006101704U RU53768U1 RU 53768 U1 RU53768 U1 RU 53768U1 RU 2006101704/22 U RU2006101704/22 U RU 2006101704/22U RU 2006101704 U RU2006101704 U RU 2006101704U RU 53768 U1 RU53768 U1 RU 53768U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inertial mass
- board
- current leads
- micromechanical gyroscope
- dielectric material
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Использование: в области измерительной техники, для измерения угловых скоростей подвижных объектов, в частности в инерциальных системах навигации.
Сущность изобретения: микромеханический гироскоп содержит корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала с закрепленными на ней неподвижными электродами гребенчатого электростатического датчика силы и датчика перемещений, инерционную массу, выполненную в виде пластины из кремния, расположенную с зазором относительно платы и связанную с ней через упругие перемычки, обеспечивающие перемещение инерционной массы вдоль осей, совпадающих с осями симметрии инерционной массы и лежащих в ее плоскости, генератор, токоподводы, электронную схему обработки сигналов. Токоподводы размещены внутри платы. Крышка, скрепленная с корпусом, придает конструкции форму капсулы, из которой откачиваестя воздух.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к области приборостроения и может найти применение в инерциальных системах подвижных объектов, в автопилотах авиа- и судомоделей, в системах безопасности транспортных средств.
Особенностью микромеханических гироскопов является преимущественное изготовление чувствительных элементов этих устройств из материалов на основе кремния по кремниевой технологии, что предопределяет: малые габариты и вес гироскопа, возможность применения групповой технологии изготовления, дешевизну изготовления при массовом производстве, высокую надежность в эксплуатации.
Известно техническое решение [Лестев A.M., Попова И.В., Пятышев Е.Н., Лурье М.С., Семенов А.А., Евстифеев М.И. Разработка и исследование микромеханического гироскопа / Гироскопия и навигация, №2 (25), 1999, с.3-10], в котором микромеханический гироскоп содержит корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала с закрепленными на ней неподвижными электродами гребенчатого электростатического датчика силы, датчик перемещений, две инерционные массы, выполненные в виде пластин из кремния со сквозными отверстиями, расположенные с зазором относительно платы и связанные с ней через упругие перемычки, обеспечивающие угловые и линейные перемещение инерционных масс относительно платы, генератор, электронную схему обработки сигналов.
Недостатком этого решения является ограниченная точность устройства, обусловленная несовпадением центров масс чувствительных элементов с центрами их подвеса. Кроме того, использование угловых перемещений инерционных масс относительно платы ограничивает чувствительность устройства к переносной угловой скорости и снижает добротность такой колебательной системы. Поэтому в конструкциях современных микромеханических гироскопов стараются использовать поступательное движение инерционных масс.
Известно также техническое решение [Патент США №4598585 кл. G 01 C 15/02, 1986 г.], в котором микромеханический гироскоп содержит корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала с закрепленными на ней неподвижными электродами гребенчатого электростатического датчика силы, датчик перемещений, инерционную массу, выполненную в виде пластины из кремния со сквозными отверстиями, расположенную с зазором относительно платы и связанную с ней через
упругие перемычки, обеспечивающие перемещение инерционной массы вдоль взаимно перпендикулярных пересекающихся осей, совпадающих с осями симметрии инерционной массы и лежащих в ее плоскости, генератор, токоподводы и электронную схему обработки сигналов.
Известный микромеханический гироскоп обладает следующим недостатком.
Вследствие неизбежной неперпендикулярности осей подвеса инерционной массы и погрешности установки датчика перемещений колебания, возбуждаемые генератором по наружной оси, будут присутствовать непосредственно в колебаниях по внутренней оси и вызывать погрешности измерения. Хотя указанная помеха сдвинута по фазе относительно полезного измеряемого сигнала (в пределе на 90°), требуется выделение малого полезного сигнала на фоне большой помехи. Это является сложной технической задачей и в конечном итоге служит причиной снижения точности микромеханического гироскопа.
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является микромеханический гироскоп [Свидетельство на полезную модель №23974, G 01 C 19/56, зарегистрированное в Госреестре полезных моделей РФ 20 июля 2002 г.], содержащий корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала с закрепленными на ней неподвижными электродами гребенчатого электростатического датчика силы и датчика перемещений, инерционную массу, выполненную в виде пластины из кремния со сквозными отверстиями, расположенную с зазором относительно платы и связанную с ней через упругие перемычки, обеспечивающие перемещение инерционной массы вдоль взаимно перпендикулярных пересекающихся осей, совпадающих с осями симметрии инерционной массы и лежащих в ее плоскости, генератор, токоподводы и электронную схему обработки сигналов. Инерционная масса выполнена в форме квадрата, а упругие перемычки образуют внутренний, промежуточный и наружный подвесы.
Недостатком подобного устройства является невысокая точность из-за демпфирования воздухом колебаний инерционной массы, а также из-за влияния вихревых воздушных потоков на работу устройства. Кроме того, гибкие токоподводы создают паразитные емкости, снижающие точность и надежность работы устройства.
Целью разработки является повышение точности и надежности работы микромеханического гироскопа.
Технический результат получен за счет того, что в микромеханическом гироскопе, содержащем корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического
материала с закрепленными на ней неподвижными электродами гребенчатого электростатического датчика, силы и датчика перемещений, инерционную массу, выполненную в виде пластины из кремния со сквозными отверстиями, расположенную с зазором относительно платы и связанную с ней через упругие перемычки, обеспечивающие перемещение инерционной массы вдоль взаимно перпендикулярных пересекающихся осей, совпадающих с осями симметрии инерционной массы и лежащих в ее плоскости, генератор, электронную схему обработки сигналов, токоподводы, введена крышка, выполненная из диэлектрического материала и скрепленная с платой. В плате могут быть размещены токоподводы.
При исполнении микромеханического гироскопа в закрытом виде, т.е. в виде капсулы, из которой откачивается воздух, устраняется демпфирование, а также влияние вихревых потоков на работу устройства и тем самым повышается точность измерения угловой скорости. Размещение токоподводов в плате позволяет снизить уровень паразитных емкостей, упростить конструкцию и повысить надежность работы устройства.
На чертеже представлена конструктивная схема микромеханического гироскопа.
Микромеханический гироскоп содержит корпус 1, выполненный в виде платы из диэлектрического материала. В корпусе 1 размещена инерционная масса 2, выполненная в виде пластины из кремния. Инерционная масса 2 подвешена в корпусе 1 на упругих перемычках, обеспечивающих перемещение инерционной массы 2 вдоль осей Х-Х и Y-Y, совпадающих с ее осями симметрии и лежащих в плоскости инерционной массы 2. Ось чувствительности Z-Z располагается перпендикулярно плоскости инерционной массы 2. Крышка 3, выполненная из диэлектрического материала, скреплена с корпусом 1 устройства. В плате 1 проделаны отверстия, внутри которых размещены токоподводы 4.
Предложенное устройство работает следующим образом.
При включенном питании инерционная масса 2 совершает возвратно-поступательные движения на частоте генератора. При вращении корпуса 1 с угловой скоростью ω вокруг оси чувствительности Z-Z, возникают кориолисовы силы инерции, приложенные к инерционной массе 2. Под действием этих сил инерционная масса 2 совершает вдоль оси Y-Y колебания, амплитуда которых пропорциональна измеряемой угловой скорости ω. Сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний, снимается с выхода датчика перемещений 7, а затем преобразуется электронной схемой обработки сигналов.
Таким образом, может быть осуществлено измерение угловой скорости движения корпуса 1 вокруг оси Z-Z.
Заявленный микромеханический гироскоп позволяет повысить точность измерений и надежность работы.
Claims (2)
1. Микромеханический гироскоп, содержащий корпус, выполненный в виде платы из диэлектрического материала с закрепленными на ней неподвижными электродами гребенчатого электростатического датчика силы и датчика перемещений, инерционную массу, выполненную в виде пластины из кремния со сквозными отверстиями, расположенную с зазором относительно платы и связанную с ней через упругие перемычки, обеспечивающие перемещение инерционной массы вдоль взаимно перпендикулярных пересекающихся осей, совпадающих с осями симметрии инерционной массы и лежащих в ее плоскости, генератор, электронную схему обработки сигналов, токоподводы, отличающийся тем, что введена крышка, выполненная из диэлектрического материала и скрепленная с корпусам микромеханического гироскопа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006101704/22U RU53768U1 (ru) | 2006-01-20 | 2006-01-20 | Микромеханический гироскоп |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006101704/22U RU53768U1 (ru) | 2006-01-20 | 2006-01-20 | Микромеханический гироскоп |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU53768U1 true RU53768U1 (ru) | 2006-05-27 |
Family
ID=36711710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006101704/22U RU53768U1 (ru) | 2006-01-20 | 2006-01-20 | Микромеханический гироскоп |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU53768U1 (ru) |
-
2006
- 2006-01-20 RU RU2006101704/22U patent/RU53768U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101823325B1 (ko) | 개선된 자이로스코프 구조체 및 자이로스코프 | |
JP5639088B2 (ja) | X軸又は/及びy軸及びz軸の回転運動を測定するマイクロジャイロスコープ | |
CN101349564B (zh) | 一种惯性测量装置 | |
TWI230781B (en) | Microgyroscope tunable for translational acceleration | |
KR20130094203A (ko) | 운동을 감지하기 위한 마이크로 자이로스코프 | |
RU109851U1 (ru) | Волновой твердотельный гироскоп на основе системы связанных резонаторов с использованием эффекта стоячей волны | |
RU53768U1 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
CN105953781A (zh) | 一种应用在无线传感器网络的音叉式微机械陀螺传感器 | |
RU2466354C1 (ru) | Микросистемный гироскоп | |
RU49227U1 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
RU2573616C1 (ru) | Инерциальный элемент | |
RU2379630C1 (ru) | Чувствительный элемент датчика угловой скорости | |
Lee et al. | Driving and detection system of vibrating piezoelectric gyroscope at atmospheric pressure for multi-axial inertia sensor | |
RU81799U1 (ru) | Микромеханический гироскоп-акселерометр | |
RU23974U1 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
RU145145U1 (ru) | Микроэлектромеханический гироскоп | |
RU182540U1 (ru) | Микроэлектромеханический гироскоп | |
RU84541U1 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
RU30972U1 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
RU140604U1 (ru) | Чувствительный элемент датчика угловой скорости | |
RU152970U1 (ru) | Микроэлектромеханический гироскоп | |
RU2209394C2 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
RU118049U1 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
RU2490592C1 (ru) | Микрогироскоп профессора вавилова | |
RU130693U1 (ru) | Микромеханический гироскоп |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090121 |