[發明專利]微型角速度傳感器

有效

• 申請號: 201210151254.4
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN103424110A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 焦繼偉;王敏昌
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01C19/5712
• 分類號: G01C19/5712;G01C19/5733
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種微型角速度傳感器，其特征在于，至少包括：

第一基板，包括位于其上表面的檢測電極；

第二基板，位于所述第一基板上表面，包括：

兩個驅動質量塊，懸于第一基板上，可沿第一方向運動且對稱分布在垂直于第一方向的第二方向兩側；

兩個平動質量塊，可沿第一方向或第二方向運動且對稱分布在第二方向兩側，設置在與其對應的驅動質量塊中且懸于第一基板上，用以檢測垂直于所述微型角速度傳感器所在平面的方向外部角速度；

兩個轉動質量塊，與所述第一基板上的檢測電極相對應，對稱分布在第二方向兩側，設置在與其對應的驅動質量塊中且懸于第一基板上，同時，所述二轉動質量塊各自以第三方向或第四方向為自身的對稱軸，各該轉動質量塊在所述傳感器所在平面內以第五方向為中心軸振動或繞自身的對稱軸振動，其中，第一方向、第二方向、第三方向、第四方向均位于所述傳感器所在平面，第五方向垂直于所述微型角速度傳感器所在平面，第三方向和第四方向對稱分布在第二方向兩側，且第三方向、第四方向、第五方向彼此正交，第一方向、第二方向、第五方向彼此正交；所述二轉動質量塊用以分別檢測位于所述微型角速度傳感器所在平面內且相互垂直的兩個方向的外部角速度；

兩組第一梳齒，對稱分布在第二方向兩側，并位于其對應的驅動質量塊的外側，均懸于第一基板之上；

四組第二梳齒，對稱分布在第一方向和第二方向兩側，并位于其對應的驅動質量塊之間，均懸于第一基板之上；

八組檢測梳齒，對稱分布在第一方向和第二方向兩側，并設置在與其對應的平動質量塊中，均懸于第一基板之上；

所述的兩個驅動質量塊之間、驅動質量塊和平動質量塊之間、驅動質量塊和轉動質量塊之間以懸于第一基板之上的彈性梁進行連接，固定在第一基板上的錨點與各該轉動質量塊、驅動質量塊、及平動質量塊之間通過懸于第一基板之上的彈性梁、第一梳齒、第二梳齒、及檢測梳齒進行結合。

2.根據權利要求1所述的微型角速度傳感器，其特征在于：所述驅動質量塊，通過驅動梁與第一錨點相連接，通過第一梳齒、第二梳齒與第二錨點和第三錨點相結合；所述兩個驅動質量塊之間通過耦合梁連接，其中，所述的驅動梁和耦合梁均為所述彈性梁的一種。

3.根據權利要求2所述的微型角速度傳感器，其特征在于：所述的四個第一錨點、一個第二錨點、及一組第一梳齒對應一個驅動質量塊，且均位于其對應的驅動質量塊的外側；所述第一梳齒包括沿梳齒長度方向相對交叉對應的可動第一梳齒和固定第一梳齒，所述的可動第一梳齒與其對應的驅動質量塊相連接，所述的固定第一梳齒與第二錨點相連接。

4.根據權利要求2所述的微型角速度傳感器，其特征在于：四組所述第二梳齒和兩個第三錨點均位于二所述驅動質量塊之間，所述的對稱分布在第一方向兩側的兩組第二梳齒與一個驅動質量塊相對應，包括沿梳齒長度方向相對交叉對應的可動第二梳齒和固定第二梳齒，其中，所述的可動第二梳齒與其對應的驅動質量塊相連接，所述的對稱分布在第二方向兩側的兩組固定第二梳齒與位于其中間的一個第三錨點相連接。

5.根據權利要求1所述的微型角速度傳感器，其特征在于：所述的一個平動質量塊與一個驅動質量塊相對應，且所述平動質量塊通過檢測梁與其對應的驅動質量塊相連接，并通過檢測梳齒與第四錨點相結合，其中，所述檢測梁為所述彈性梁的一種。

6.根據權利要求5所述的微型角速度傳感器，其特征在于：所述的對稱分布在第一方向和第二方向兩側的四組檢測梳齒同對稱分布在第一方向兩側的兩個第四錨點與一個平動質量塊相對應，且設置在與其對應的平動質量塊中，所述檢測梳齒包括沿梳齒長度方向相對交叉對應的可動檢測梳齒和固定檢測梳齒，其中，所述的可動檢測梳齒與平動質量塊相連接，所述的固定檢測梳齒與第四錨點相連接。

7.根據權利要求6所述的微型角速度傳感器，其特征在于：與一個所述第四錨點相連接的兩組固定檢測梳齒位于與其相對應的可動檢測梳齒的一側，與另一個所述第四錨點相連接的另兩組固定檢測梳齒位于與其相對應的可動檢測梳齒的另一側。