[發明專利]一種基于體振動的翻轉傾斜檢測結構

有效

• 申請號: 202110476481.3
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113324519B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 占瞻;馬昭;闞梟;楊珊;李楊;陳秋玉;洪燕;黎家健
• 申請（專利權）人: 瑞聲開泰科技(武漢)有限公司;瑞聲聲學科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01C9/02
• 代理公司: 深圳君信誠知識產權代理事務所(普通合伙) 44636
• 代理人: 劉偉

本發明提供了一種基于體振動的翻轉傾斜檢測結構，包括固定基底；錨點結構，錨點結構疊設于固定基底并與固定基底連接；振動結構，振動結構呈環狀，振動結構與錨點結構形成機械耦合，并與固定基底間隔；面內換能器，沿該檢測結構的中心圓周分布在最外側，每個面內換能器均與固定基底連接，且相鄰兩個面內換能器之間間隔設置；面外換能器，沿該檢測結構的中心圓周分布于振動結構與固定基底之間，每個面外換能器均與固定基底連接，且與振動結構間隔設置，相鄰兩個面外換能器之間間隔設置；該檢測結構工作在結構面內的3θ體振動驅動模態以及工作在結構面外的第2階彎曲體振動檢測模態，兩個體振動模態可相互互換。本發明能夠提高檢測結構的靈敏度。

【技術領域】

本發明涉及檢測技術領域，尤其涉及一種基于體振動的翻轉傾斜檢測結構。

【背景技術】

目前，傳統體振動式翻轉/傾斜檢測結構形式，最為典型的ADI以及GIT的圓盤形體振動翻轉/傾斜檢測結構，兩典型單位均選擇采用結構的面內2θ振形作為驅動模態，而采用結構的面外第3階彎曲振形作為檢測模態，如圖1所示，所述傳統體振動式技術缺點為哥氏增益低。基于哥氏效應角度分析，檢測結構的驅動模態與檢測模態匹配度差，驅動模態部分的運動質量并未參與哥氏效應。具體分析如下：當外部輸入沿X軸的翻轉時，驅動模態Y向運動分量與翻轉產生哥氏效應(F_z＝2*m_i*Ω_x×Y_i，Ω、Y均為向量，兩者叉乘，方向滿足右手定則)。理論上，A、B、F區域哥氏力方向向上，C、D、E區域哥氏力方向向下。但是，兩典型單位選擇的檢測模態，B、F區域以及C、E區域與理論哥氏力方向相違背，理論哥氏力僅能激勵部分的檢測模態。具體表現為通過計算哥氏增益僅為0.29，遠小于線振動技術的哥氏增益(～0.7)，進而導致傳感器靈敏度較低。

【發明內容】

本發明的目的在于提供了一種基于體振動的翻轉傾斜檢測結構。

為達到上述目的，本發明提供了一種基于體振動的翻轉傾斜檢測結構，包括：

固定基底；

錨點結構，所述錨點結構疊設于所述固定基底并與所述固定基底連接；

振動結構，所述振動結構呈環狀，所述振動結構與所述錨點結構形成機械耦合，并與所述固定基底間隔；

面內換能器，用于實現該檢測結構平面內的機械場與電場的耦合；所述面內換能器包括至少兩個且沿該檢測結構的中心圓周分布在最外側，每個所述面內換能器均與所述固定基底連接，且相鄰兩個面內換能器之間間隔設置；

面外換能器，用于實現該檢測結構平面外的機械場與電場的耦合；所述面外換能器包括至少兩個，且沿該檢測結構的中心圓周分布于所述振動結構與所述固定基底之間，每個所述面外換能器均與所述固定基底連接，且與所述振動結構間隔設置，相鄰兩個所述面外換能器之間間隔設置；

其中，所述檢測結構工作在兩個體振動模態中，兩個所述體振動模態包括工作在結構面內的3θ體振動驅動模態以及工作在結構面外的第2階彎曲體振動檢測模態，兩個所述體振動模態可相互互換。

優選的，所述振動結構套設于所述錨點結構并與所述錨點結構抵接固定。

優選的，還包括至少兩個梁結構，所述振動結構套設于所述錨點結構并與所述錨點結構間隔，每一所述振動結構與所述錨點結構之間均設置一個所述梁結構，所述梁結構將所述振動結構與所述錨點結構相互連接。

優選的，所述梁結構的數量為3N，N為正整數。

優選的，每個所述梁結構均包括第一支撐梁以及與所述第一支撐梁呈對稱設置的第二支撐梁。

優選的，所述第一支撐梁以及所述第二支撐梁均呈Ω型結構。