金属振动陀螺惯性敏感器及金属振动陀螺仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及惯性器件技术领域，具体涉及一种金属振动陀螺惯性敏感器及金属振动陀螺仪。
【背景技术】
[0002]随着微纳卫星、战术武器系统的发展，对惯性系统的精度、体积、成本等提出了进一步的要求。金属振动陀螺是一种基于科里奥利效应的固体振动陀螺，具有结构简单、精度较高、体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优异特性，在战术武器、微纳卫星，以及工业控制等军民各领域均具有广阔的应用前景。
[0003]金属振动陀螺惯性敏感器进行真空封装可以有效地降低金属谐振子的振动阻尼，提高谐振子振动品质因数(Q值)，从而进一步提高金属振动陀螺仪精度。目前国内外研制的金属振动陀螺惯性敏感器结构或者采用不密封的方式，或者采用抽气管抽气后封堵的方式，金属振动陀螺惯性敏感器与控制电路的连接方式主要采用导线焊接的方式。
[0004]现有技术中的金属振动陀螺惯性敏感器主要有以下问题或不足:真空封装方式采用抽气管抽气后封堵的方式，需要在表头结构上制作专用抽气管道，且密封效果较差，此外在抽气管剪断密封后不易重复真空封装；采用导线焊接与外部控制电路连接的方式，导致金属振动陀螺惯性敏感器无法进行真空封装，或者真空封装密封效果极差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种金属振动陀螺惯性敏感器及金属振动陀螺仪，密封性好，结构紧凑、体积小、易于与电路连接等特点，适用于战术武器、微小型航天器等要求精度高、体积小的姿态控制系统。
[0006]为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现:一种金属振动陀螺惯性敏感器，其特点是，包含:
陀螺外罩，所述陀螺外罩的截面为U形；
金属谐振子，设置在所述陀螺外罩内，所述金属谐振子的底部中间位置延伸有一支撑杆，所述支撑杆指向陀螺外罩的开口，所述金属谐振子的底部圆周设置有若干个压电电极；
密封底座，设置在所述陀螺外罩的开口处，以密封所述陀螺外罩的内部空间；
导电环，设置在所述支撑杆与密封底座之间，所述导电环的直径与支撑杆的直径一致，所述的导电环被配置为金属谐振子的地电极；
若干个玻璃绝缘子，烧结在所述密封底座内，所述的玻璃绝缘子与压电电极及导电环电连接；
绝缘垫片，所述的绝缘垫片设置在导电环与密封底座之间，并且所述绝缘垫片的直径与密封底座的直径一致，所述的绝缘垫片上开设有与玻璃绝缘子对应的通孔，以使所述玻璃绝缘子与压电电极或导电环电连接。
[0007]所述的金属振动陀螺惯性敏感器还包含一密封组件，与所述陀螺外罩连接，设置在与密封底座相对的一侧。
[0008]所述的密封组件包含密封垫圈及密封螺钉，所述的密封螺钉在真空环境中将密封垫圈与陀螺外罩紧固。
[0009]所述的陀螺外罩的内表面、陀螺外罩的外表面及密封垫圈表面镀有银。
[0010]所述的陀螺外罩的外圆周上设有安装法兰，所述的安装法兰上设有安装组件，以使所述金属振动陀螺惯性敏感器安装到陀螺组合支架上。
[0011 ] 所述的绝缘垫片由橡木棒材料制成。
[0012]所述的密封底座与陀螺外罩采用激光焊接，以密封所述陀螺外罩的内部空间。
[0013]所述的玻璃绝缘子包含导电芯、玻璃体及套筒，所述的玻璃体套设在导电芯的外侧，所述的套筒套设在玻璃体的外侧，所述的玻璃体的高度与套筒的高度相同，所述的玻璃体的高度与所述密封底座的厚度一致，所述的导电芯用于玻璃绝缘子与压电电极及导电环的电连接；所述的玻璃体用于玻璃绝缘子与密封底座的绝缘；所述的套筒用于玻璃绝缘子与密封底座的烧结。
[0014]—种金属振动陀螺仪，包含控制电路板，其特点是，还包含上述的金属振动陀螺惯性敏感器，所述的控制电路板与玻璃绝缘子电连接。
[0015]所述的玻璃绝缘子采用插接或导线连接的方式与控制电路板实现连接。
[0016]本发明一种金属振动陀螺惯性敏感器及金属振动陀螺仪与现有技术相比具有以下优点:采用密封垫圈和密封螺钉在专业真空封装设备中进行封装，与现有技术相比提高了真空封装气密性和封装重复性、可靠性；采用玻璃绝缘子实现金属振动陀螺惯性敏感器与表头外部电路电学互联的方式，可避免现有技术中采用导线互联导致的无法密封或密封性较差的问题，有效提高真空封装气密性；金属振动陀螺仪的整体表头结构更加紧凑、小巧，可靠性更高。
【附图说明】
[0017]图1为本发明一种金属振动陀螺惯性敏感器的整体结构示意图；
图2为玻璃绝缘子的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
[0019]如图1所示，一种金属振动陀螺惯性敏感器，包含:陀螺外罩100，所述陀螺外罩100的截面为U形；金属谐振子200，设置在所述陀螺外罩100内，所述金属谐振子200的底部中间位置延伸有一支撑杆201，所述支撑杆201指向陀螺外罩100的开口，所述金属谐振子的底部圆周设置有若干个压电电极(图中未示出);密封底座300，设置在所述陀螺外罩100的开口处，以密封所述陀螺外罩100的内部空间；导电环400，设置在所述支撑杆201与密封底座300之间，所述导电环400的直径与支撑杆201的直径一致，所述的导电环400被配置为金属谐振子200的地电极；若干个玻璃绝缘子500，烧结在所述密封底座300内，所述的玻璃绝缘子300与压电电极及导电环400电连接，在本发明的较佳实施例中，包含8个压电电极，均分金属谐振子200的底部圆周，9个玻璃绝缘子300，玻璃绝缘子300与压电电极之间通过焊线连接；绝缘垫片600，所述的绝缘垫片600设置在导电环400与密封底座300之间，并且所述绝缘垫片600的直径与密封底座300的直径一