[發明專利]對振動微機電陀螺儀中的驅動幅度的連續監測

有效

• 申請號: 201710380421.5
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107449413B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 基莫·特爾梅萊赫托
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: G01C19/5712
• 分類號: G01C19/5712;G01C19/5733
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;李春暉

1.一種微機電陀螺儀，包括至少一個質量元件、驅動致動器、感測電極和陀螺儀控制電路，其中，

所述驅動致動器被配置為由包括驅動信號幅度和驅動信號頻率的驅動信號控制，

所述至少一個質量元件被配置為由所述驅動致動器驅動以進行具有驅動振蕩頻率ω_D的驅動振蕩運動，并且

所述感測電極被配置為從所述至少一個質量元件的感測振蕩運動產生感測信號，其中所述感測信號包括由科里奧利力的效應對所述至少一個質量元件引起的具有頻率ω_D的第一分量以及由驅動振蕩運動引起的具有二次諧波頻率2ω_D的第二分量，

其特征在于，

所述陀螺儀控制電路包括以頻率2ω_D檢測感測信號幅度的幅度檢測單元，并且所述陀螺儀控制電路還包括以頻率ω_D檢測所述感測信號幅度的幅度檢測單元。

2.根據權利要求1所述的微機電陀螺儀，其特征在于，所述陀螺儀控制電路還包括：幅度控制單元，其基于以頻率2ω_D檢測到的感測信號幅度來調節所述驅動信號幅度。

3.根據權利要求2所述的微機電陀螺儀，其特征在于，所述幅度控制單元被配置為將檢測到的感測信號幅度與參考感測信號幅度進行比較。

4.根據權利要求1所述的微機電陀螺儀，其特征在于，所述陀螺儀控制電路：

包括鎖相環，在所述鎖相環中，所述感測信號以頻率2ω_D進行解調，

包括分頻器，所述分頻器對所述鎖相環中設定的頻率進行減半，并且

將減半的頻率饋送到信號發生器，其中所述信號發生器將所述驅動信號頻率設定為所述減半的頻率。

5.根據權利要求4所述的微機電陀螺儀，其特征在于，所述陀螺儀包括自檢監測單元，如果所檢測到的感測信號幅度、調節后的驅動信號幅度或所述鎖相環中設定的頻率超出自檢容許余量，則所述自檢監測單元輸出指示自檢故障的信號。

6.根據權利要求1所述的微機電陀螺儀，其特征在于，所述至少一個質量元件被參考框架包圍。

7.根據權利要求6所述的微機電陀螺儀，其特征在于，所述至少一個質量元件在由所述參考框架所限定的平面內振蕩。

8.根據權利要求6所述的微機電陀螺儀，其特征在于，所述至少一個質量元件在由所述參考框架所限定的平面外振蕩。

9.一種用于操作微機電陀螺儀的方法，所述微機電陀螺儀包括至少一個質量元件、陀螺儀控制電路和驅動致動器，所述驅動致動器由包括驅動信號幅度和驅動信號頻率的驅動信號控制，其中，

所述至少一個質量元件由所述驅動致動器驅動以進行具有驅動振蕩頻率ω_D的驅動振蕩運動，

從所述至少一個質量元件的感測振蕩運動產生感測信號，其中所述感測信號包括由科里奧利力的效應對所述至少一個質量元件引起的具有頻率ω_D的第一分量以及由驅動振蕩運動引起的具有二次諧波頻率2ω_D的第二分量，

其特征在于，

在所述陀螺儀控制電路中，以頻率2ω_D檢測感測信號幅度，并且以頻率ω_D檢測第二感測信號幅度。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，基于以頻率2ω_D檢測到的感測信號幅度來調節所述驅動信號幅度。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，將感測信號幅度與參考感測信號幅度進行比較。