[發(fā)明專利]慣性元件校準結構及微機械陀螺儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011331347.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN114543779B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 褚偉航;廖興才;張琳琳;朱京;裴志強
• 申請（專利權）人: 北京晨晶電子有限公司
• 主分類號: G01C19/5656
• 分類號: G01C19/5656;G01C19/5663
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 白袖龍

本發(fā)明實施例涉及陀螺儀安裝結構技術領域，提供一種慣性元件校準結構及微機械陀螺儀，其中慣性元件校準結構包括：基部，所述基部上設置有限位結構；抖動部，所述抖動部同軸設置在所述基部內(nèi)，所述抖動部適于連接慣性元件；抖動驅(qū)動結構，所述抖動驅(qū)動結構連接所述抖動部和所述基部，并用于驅(qū)動所述抖動部產(chǎn)生抖動；以及旋轉控制結構，所述旋轉控制結構用于驅(qū)動所述抖動部產(chǎn)生軸向旋轉；所述限位結構用于使所述抖動部正向旋轉角度和反向旋轉角度相同。本發(fā)明實施例的慣性元件校準結構及微機械陀螺儀能夠?qū)崿F(xiàn)慣性元件的零位自校準，以抑制或消除慣性元件的零偏，提高慣性元件的精度，具有校準效果好，結構穩(wěn)定，易于安裝和使用以及適用性強的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及陀螺儀安裝結構技術領域，尤其涉及一種慣性元件校準結構及微機械陀螺儀。

背景技術

微機械陀螺儀，憑借其體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可批量化生產(chǎn)及成本低等優(yōu)勢，已廣泛應用于消費電子、航空航天等技術領域。隨著性能的不斷提升，微機械陀螺儀成為微型慣性系統(tǒng)的核心和推動導航系統(tǒng)微小型化發(fā)展的關鍵器件。其中零位偏移是影響微陀螺精度的關鍵因素，它是影響微機械陀螺儀與慣性系統(tǒng)精度、限制微機械陀螺儀應用范圍的重要因素。隨著應用需求的不斷提升，減小微機械陀螺儀零偏誤差，是微機械陀螺在高精度領域廣泛應用的關鍵。

微機械陀螺儀的性能受工藝誤差和環(huán)境等多種因素的影響，導致其輸出存在零偏、零偏易發(fā)生偏移等問題，難以通過信號處理的方式將零偏信號從有用的角速度信號中提取出來。其中溫度對微機械陀螺儀的性能影響很大，主要體現(xiàn)在陀螺儀的零偏隨著溫度變化有較大的漂移。國內(nèi)外對微機械陀螺儀的零偏主要集中于建立零偏溫度補償模型，而溫度補償模型的建立是基于高精度的溫度傳感器以及高重復性可靠性的陀螺儀，模型的準確度取決于器件本身的高可靠性。此外陀螺儀的零偏溫補模型需要定期校正，防止發(fā)生改變，增加了工作量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種慣性元件校準結構及微機械陀螺儀，用以解決現(xiàn)有技術中微機械陀螺儀零位校準困難的問題。

本發(fā)明實施例提供一種慣性元件校準結構，包括：

基部，所述基部上設置有限位結構；

抖動部，所述抖動部同軸設置在所述基部內(nèi)，所述抖動部適于連接慣性元件；

抖動驅(qū)動結構，所述抖動驅(qū)動結構連接所述抖動部和所述基部，并用于驅(qū)動所述抖動部產(chǎn)生抖動；以及

旋轉控制結構，所述旋轉控制結構用于控制所述抖動部軸向旋轉的旋轉方向；

所述限位結構用于使所述抖動部正向旋轉角度和反向旋轉角度相同。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的慣性元件校準結構，所述抖動部包括位于中心的質(zhì)量區(qū)和兩個及以上的抖動臂，所述抖動臂與所述質(zhì)量區(qū)連接，各所述抖動臂繞所述質(zhì)量區(qū)的軸線等角度均布。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的慣性元件校準結構，所述限位結構包括限位槽和止動塊，所述限位槽設置在所述基部上，所述限位槽與所述抖動臂一一對應設置，所述抖動臂的端部位于所述限位槽內(nèi)，所述止動塊設置在所述限位槽的側壁上，且分別在同一所述抖動臂旋轉方向的兩側設置有至少一個，所述抖動臂由初始位置正向旋轉至與其中一個止動塊抵接的旋轉角度和反向旋轉至與另一個止動塊抵接的旋轉角度相同。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的慣性元件校準結構，所述旋轉控制結構包括分別設置在所述限位槽兩側和所述抖動臂兩側的靜電吸附電極。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的慣性元件校準結構，所述抖動驅(qū)動結構包括驅(qū)動電極和多個撓性梁，所述撓性梁一端連接所述質(zhì)量區(qū)，另一端連接所述基部，各所述撓性梁繞所述質(zhì)量區(qū)的軸線等角度排布，所述驅(qū)動電極設置在至少一個所述撓性梁上。

根據(jù)本發(fā)明一個實施例的慣性元件校準結構，其中一個所述撓性梁上設置有慣性元件的驅(qū)動信號引出電極，其中另一個所述撓性梁上設置有慣性元件的檢測信號引出電極。