[發明專利]壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺

有效

• 申請號: 201110206937.0
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102353370A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 吳校生;王錚;胡小駿;陳文元;張衛平;崔峰;劉武
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01C19/56
• 分類號: G01C19/56
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，包括：彈性微振子、壓電驅動電極、參考振動感應電極、科氏力感應電極，其中彈性微振子、參考振動感應電極，科氏力感應電極都是通過下表面進行固定，它們都是相互獨立的；壓電驅動電極分布在彈性微振子上表面，和彈性微振子形成固定聯結；參考振動感應電極、科氏力感應電極位于方形彈性微振子側面，且它們的側壁與彈性微振子的側面之間有間隙。

2.根據權利要求1所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述參考振動感應電極、科氏力感應電極與彈性微振子的側面之間的間隙都小于1微米。

3.根據權利要求1所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述壓電驅動電極的上下表面間施加交變電壓,另一壓電驅動電極上下表面間施加有直流疊加交變電壓,兩個壓電驅動電極上施加的交變電壓之間的相位差180度，驅動電壓的交變頻率和彈性微振子的參考振動模態頻率相同，在電壓激勵下，彈性微振子以參考振動模態振動，壓電驅動電極采用壓電材料制作而成。

4.根據權利要求3所述的壓電驅動電容檢測的微固體模態陀螺，其特征是，壓電材料采用PZT壓電陶瓷材料。

5.根據權利要求1或3所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述參考振動感應電極和彈性微振子之間形成參考振動檢測電容,?根據彈性微振子的參考振動模態的振動特征，四個參考振動檢測電容兩兩形成二對差分電容，用來監控參考振動的幅值和頻率，用于彈性振子參考振動的穩幅和共振頻率點的閉環控制及跟蹤。

6.根據權利要求1或者3所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述科氏力感應電極分別與彈性微振子之間形成感應振動檢測電容，當微固體模態陀螺在敏感軸方向上有旋轉輸入時，由科氏加速度效應感應的感應振動通過感應振動檢測電容檢測出來，根據彈性微振子的感應振動模態的振動特征，在感應振動模態下，感應振動檢測電容形成二對差動電容，這兩對差動電容進行加和處理。

7.根據權利要求1或者3所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述彈性微振子有兩個簡并的工作振動模態，這兩個工作振動模態的共振頻率相同，彈性微振子上某一質點的模態振動方向在兩個工作振動模態中是相互垂直，其中一個振動模態為參考振動模態，另外一個振動模態為感應振動模態，兩個振動模態除了質點振動方向相垂直外，它們的振型是相同，針對某一振動模態來說，在某個時刻，彈性微振子的一個棱邊為拉伸運動時，則與它相對的一個棱邊為壓縮運動。

8.根據權利要求1所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述微固體模態陀螺采用微加工技術進行制作。

9.根據權利要求1或8所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述微固體模態陀螺為硅材料結構時，采用光刻工藝以及ICP-DRIE工藝結合犧牲層技術對微結構進行圖形化，利用ICP-DRIE的高深寬比加工技術實現微小電容間隙的加工。

10.根據權利要求1或8所述的壓電驅動電容檢測微固體模態陀螺，其特征是，所述微固體模態陀螺為金屬材料結構時，采用UV-LiGA或LiGA技術進行制作，作為驅動電極的壓電薄膜利用制作好的壓電材料采用貼片工藝制作，或采用sol-gel或漿料印刷工藝制作并圖形化。