工字型结构的硅微机械振动陀螺的制作方法_2

文档序号:9706234阅读:来源:国知局
置了第一活动检测梳齿107,与设置在第一、二检测梳齿固定电极106a、106b上的第一固 定检测梳齿108构成检测梳齿电容,第一、二检测梳齿固定电极106a、106b与下层单晶硅上 对应的固定基座键合;第一回字形框架101的上端通过第一检测支撑梁102a、第二检测支撑 梁102b与第一驱动谐振器105a相连,第一回字形框架101的下端通过第三检测支撑梁102c 和第四检测支撑梁l〇2d与第二驱动谐振器105b相连;第一驱动谐振器105a上的第一驱动支 撑梁104a和第二驱动支撑梁104b与工字型框架2连接,第二驱动谐振器105b上的第三驱动 梁104c、第四驱动梁104d与工字型框架2连接。
[0018] 第二子结构200包括第二回字形框架201、第五检测支撑梁202a、第六检测支撑梁 202b、第七检测支撑梁202c、第八检测支撑梁202d、第三驱动谐振器205a、第四驱动谐振器 205b、第二活动检测梳齿207、第二固定检测梳齿208、第三检测梳齿固定电极206a和第四检 测梳齿固定电极206b,第二回字形框架201上设置了第二活动检测梳齿207,与设置在第三、 四测梳齿固定电极206a、206b上的第二固定检测梳齿208构成检测梳齿电容,第三、四测梳 齿固定电极206a、206b与下层单晶硅上对应的固定基座键合;第二回字形框架201的上端通 过第五检测支撑梁202a、第六检测支撑梁202b与第三驱动谐振器205a相连,第二回字形框 架201的下端通过第其检测支撑梁202c和第八检测支撑梁202d与第四驱动谐振器205b相 连;第三驱动谐振器205a上的第五驱动支撑梁204a和第六驱动支撑梁204b与工字型框架2 连接,第四驱动谐振器205b上的第七驱动梁204c、第八驱动梁204d与工字型框架2连接。 [0019] 结合图1和图2,本发明工字型结构的硅微机械振动陀螺的第一驱动谐振器105a与 第二驱动谐振器105b组成及结构完全一样,该第一驱动谐振器105a由第一横板103a、第一 驱动支撑梁104a、第二驱动支撑梁104b、第一梳齿梁111a、第二梳齿梁111b、第三梳齿梁 111c、第四梳齿梁llld、第一驱动梳齿固定电极110a、第二驱动梳齿固定电极110b、第三驱 动梳齿固定电极1 l〇c、第四驱动梳齿固定电极110d、第一驱动检测梳齿固定电极109a和第 二驱动检测梳齿固定电极10%组成。第一驱动支撑梁104a、第二驱动支撑梁104b位于第一 横板103a的两端,且与第一横板103a互相垂直。第一、二、三、四梳齿梁11 la、11 lb、11 lc、 llld垂直布置在第一横板103a上,且依次排列在第一驱动支撑梁104a和第二驱动支撑梁 104b之间。第二梳齿梁111b和第三梳齿梁111c的两侧布置了活动驱动梳齿,分别与第一驱 动梳齿固定电极11 〇a、第二驱动梳齿固定电极11 Ob、第三驱动梳齿固定电极110c、第四驱动 梳齿固定电极ll〇d上设置的固定驱动梳齿构成驱动电容。第一梳齿梁11 la和第四梳齿梁 llld的单侧置了活动驱动梳齿,与第一驱动检测梳齿固定电极109a和第二驱动检测梳齿固 定电极109b上设置的固定驱动梳齿构成驱动检测电容。在第一驱动梳齿固定电极110a和第 三驱动梳齿固定电极ll〇c施加带直流偏置的交流电压,在第二驱动梳齿固定电极110b和第 四驱动梳齿固定电极ll〇d施加带直流偏置的反相交流电压,形成双边驱动;分别在第一驱 动检测梳齿固定电极109a和第二驱动检测梳齿固定电极109b施加反相直流电压,形成差分 电容检测。
[0020] 结合图1和图3,本发明工字型结构的硅微机械振动陀螺的第一驱动谐振器105a与 第二驱动谐振器105b组成及结构完全一样,该第一驱动谐振器105a的第一横板103a位于第 一回字形框架101的上端,第二驱动谐振器l〇5b的第二横板103b位于第一回字形框架101的 下端,第一横板l〇3a和第二横板103b连成一体,构成第一回字形框架101的第一回字形外框 架112。第三驱动谐振器205a的第三横板203a位于第二回字形框架201的上端,第四驱动谐 振器205b的第四横板203b位于第二回字形框架201的下端,第三横板203a和第四横板203b 连成一体,构成第二回字形框架201的第二回字形外框架212。与图1中的结构相比,除了驱 动谐振器中的第一回字形外框架112、第二回字形外框架212是一个整体外,其他结构完全 一样。
[0021] 本发明工字型结构的硅微机械振动陀螺可采用开环和闭环两种方案。图4为该陀 螺开环检测的检测梳齿结构示意图。由第一检测梳齿固定电极l〇6a、第二检测梳齿固定电 极106b、第三检测梳齿固定电极206a、第四检测梳齿固定电极206b、第一固定检测梳齿108、 第二固定检测梳齿208和分别布置在第一回字形框架101、第二回字形框架201上的第一活 动检测梳齿107、第二活动检测梳齿207构成陀螺开环检测的检测梳齿结构,第一、二、三、四 检测梳齿固定电极106 &、10613、206&、20613上的第一、二固定检测梳齿108、208和第一、二回 字形框架101、201内的第一活动检测梳齿107、第二活动检测梳齿207对插组成四组检测梳 齿电容,第一检测梳齿固定电极l〇6a上的固定检测梳齿与相应的活动检测梳齿构成第一检 测电容D1,第二检测梳齿固定电极106b上的固定检测梳齿与相应的活动检测梳齿构成第二 检测电容D2,第一检测电容D1与第二检测电容D2的梳齿排列方式呈反对称,构成了差分检 测,用于检测第一回字形框架101在y轴向的位移;第三检测梳齿固定电极206a上的固定检 测梳齿与相应的活动检测梳齿构成第三检测电容D3,第四检测梳齿固定电极206b上的固定 检测梳齿与相应的活动检测梳齿构成第四检测电容D4,第三检测电容D3与第四检测电容D4 的排列方式呈反对称,构成了差分检测,用于检测第二回字形框架201在y轴向的位移;第一 检测电容D1与第三检测电容D3的梳齿排列方式呈反对称,第二检测电容D2与第四检测电容 D4的梳齿排列方式呈反对称,第一检测电容D1与第三检测电容D3相加,第二检测电容D2与 第四检测电容D4相加,则抑制了同向运动对输出的影响。
[0022]闭环检测的检测梳齿结构如附图5所示。由第一检测梳齿固定电极106a、第二检测 梳齿固定电极106b、第三检测梳齿固定电极206a、第四检测梳齿固定电极206b、第一施力梳 齿固定电极l〇6c、第二施力梳齿固定电极106d、第三施力梳齿固定电极206c、第四施力梳齿 固定电极206d、第一固定检测梳齿108、第二固定检测梳齿208和分别布置在第一回字形框 架101、第二回字形框架201上的第一、二活动检测梳齿107、207构成陀螺闭环检测的检测梳 齿结构。在第一施力梳齿固定电极l〇6c、第二施力梳齿固定电极106d上也设置第一固定检 测梳齿108,在第三施力梳齿固定电极206c、第四施力梳齿固定电极206d上也设置第二固定 检测梳齿208。第一、二、三、四检测梳齿固定电极106a、106b、206a、206b和第一、二、三、四施 力梳齿固定电极106(:、106(1、206(3、206(1上的第一、二固定检测梳齿108、208和第一、二回字 形框架101、201内的第一、二活动检测梳齿107、207对插组成四组检测梳齿电容和四组施力 电容,第一检测梳齿固定电极l〇6a上的固定检测梳齿与相应的活动检测梳齿构成第一检测 电容D1,第二检测梳齿固定电极106b上的固定检测梳齿与相应的活动检测梳齿构
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1