[發明專利]一種單熱源T字型微機械三軸薄膜陀螺

在審

• 申請號: 202010584662.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111595319A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 樸林華;王育新;樸然;李美櫻;王燈山
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01C19/58
• 分類號: G01C19/58
• 代理公司: 北京邦創至誠知識產權代理事務所(普通合伙) 11717
• 代理人: 張宇鋒

1.一種單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，包括敏感層和蓋板，其中，

所述敏感層的上表面設置有呈“T”字型結構的一個隔離電阻，三個加熱器，三對熱敏電阻，敏感層的下表面刻蝕有一“T”字型凹槽；

定義所述“T”字型凹槽的兩臂方向分別為X，Y方向，敏感層的高度方向為Z向；所述加熱器和所述熱敏電阻的放置方向均與X或Y方向平行或者垂直；三對熱敏電阻兩兩相對設置，分別用于檢測X軸，Y軸以及Z軸的角速度；

檢測X軸的一對熱敏電阻放置于“T”字型結構的左側，并與X方向平行，與Y方向垂直；檢測Y軸的一對熱敏電阻放置于“T”字型結構的右側，并與Y方向平行，與X方向垂直；檢測Z軸的一對熱敏電阻放置于“T”字型結構的右側，并與X方向平行，與Y方向垂直；

檢測X軸的兩個熱敏電阻的中間設置一個所述隔離電阻，兩側各設置一個所述加熱器；“T”字型結構中間位置設置一個所述加熱器；

三個加熱器的通電方式為周期方波式通電，即加熱器的一個工作周期包括脈沖電壓激勵時間與斷電間隔時間；

所述蓋板上刻蝕有凹槽，且與敏感層的上表面密閉連接。

2.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，每個所述加熱器均由相同頻率的方波信號驅動，頻率為18Hz，脈沖占空比為50％，加熱器加熱功率為70mW。

3.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，所述“T”字型凹槽的外邊沿大于上表面加熱器和熱敏電阻的外輪廓。

4.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，所述“T”字型凹槽的深度為整個敏感層高度的2/3至3/4。

5.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，所述敏感層上表面至所述蓋板上凹槽頂部的距離為氣體介質工作腔體高度，高度為200μm至1000μm。

6.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，所述敏感層上表面的所述加熱器的高度為15μm至20μm；所述敏感層上表面的所述熱敏電阻的高度為95μm至100μm。

7.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，所述敏感層上表面的所述隔離電阻的高度為200μm至210μm。

8.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，檢測X、Y軸方向角速度的加熱器與熱敏電阻的間距為加熱器長度的1/4至1/3，檢測Z軸方向角速度的一對熱敏電阻的間距為熱敏電阻的長度。

9.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，所述加熱器均是由具有高溫度系數的TaN材料電阻線構成。

10.根據權利要求1所述的單熱源“T”字型微機械三軸薄膜陀螺，其特征在于，所述熱敏電阻均是由n型重摻雜GaAs材料電阻線構成。