sssj微機電系統陀螺儀介紹

sssj微機電系統陀螺儀介紹

陀螺儀（角速率傳感器）用于測量旋轉速度（角速度）。
如果旋轉軸是固定的，則可以通過在旋轉軸上安裝轉速表或電位器來獲得角度或角速度，但是在空間中移動的物體（飛機，輪船，汽車等）沒有旋轉軸并且可以自由移動，因此無法使用轉速表和電位器。 在此類應用中，陀螺儀用于了解角度或角速度。

硅傳感陀螺儀是一種具有無與的結構的陀螺儀，其中使用MEMS技術制造的硅環形諧振器被共振振動，角速度由那里產生的科里奧利力獲得（詳細機制如下所述）。

自1998年成功開發MEMS型陀螺儀以來，Silicon Sensing已經向全球發布了超過2000萬種產品，并繼續使用至今。 目前，Silicon Senseness已經將兩種類型的MEMS陀螺儀商業化：（1）使用PZT技術的小型化MEMS陀螺儀系列，以及
（2）使用電磁感應技術的高精度MEMS陀螺儀系列

，在MEMS中擁有最高的性能。

硅傳感陀螺儀機理（電磁感應型）

圖1

圖2

硅傳感生產的陀螺儀基于使用MEMS-DRIE技術創建的硅環。
這個硅環通過一個叫做Leg的柱子（圖2）以浮動形式固定在空間中，并且發生共振振蕩（圖1），由于洛倫茲力使環變形為橢圓形。
在硅環上形成驅動電極和檢測電極，通過電流通過驅動電極產生位移，利用位移產生的電動勢形成回路，始終以相同的頻率和幅度驅動。

圖3

圖4

圖3顯示了在沒有角速度輸入的情況下執行諧振振蕩的環的示意圖。
環重復“水平拉伸←→垂直"的橢圓變換，但藍點不動。
圖4是當角速度施加在該狀態下時，科里奧利力作用在每個振蕩點上，因此振動變為曲線運動。
這也會導致藍點移動，因此通過檢測這種運動，可以確定角速度。

通用MEMS型陀螺儀傳感器可以利用MEMS的特性，以緊湊且廉價的方式制造，但另一方面，如果固定支點受到振動等的影響，則MEMS的共振振動可能會受到外部振動的干擾，從而導致角速度輸出不正確。
但是，在環形的情況下，環的振動很少受到外部振動的干擾，可以實現具有強抗振動和沖擊性的傳感器。
此外，通過設計上述支腿形狀，還獲得了出色的溫度特性性能。