[发明专利]一种基于纳米光栅检测的新型陀螺仪

摘要

本发明公开了一种基于纳米光栅检测的新型陀螺仪，包括：键合基板、垫衬框体、支撑框体、驱动悬臂梁、可动框体、检测悬臂梁、质量块、激光光源、光电转换器件、信号检测模块。根据本发明的微机械陀螺仪，其整体结构对称，两质量块驱动方向相对，差分耦合输出，结构合理、紧凑，应用纳米光栅检测，抗电磁干扰能力强，且具有灵敏度高、可靠性好的优势。

主权项

一种陀螺仪组合装置，采用基于纳米光栅检测的陀螺，其特征在于，所述陀螺仪组合装置整体结构对称，工作时两质量块驱动方向相对，即驱动相位相差180°，当有角速度输入时，质量块敏感位移大小相等，方向相对，应用差分耦合的检测输出方式消除可动纳米光栅沿非敏感方向谐振导致的输出噪声，进一步提高灵敏度与信噪比；所述基于纳米光栅检测的陀螺仪，包括：键合基板(1)，键合基板(1)中心布置有固定纳米光栅(11)；垫衬框体(2)，垫衬框体(2)设在键合基板(1)上方并与键合基板(1)相连接；支撑框体(3)，支撑框体(3)设在垫衬框体(2)的上方并与垫衬框体(2)相连接，且支撑框体(3)设有固定梳齿(7)；驱动悬臂梁(4)，驱动悬臂梁(4)与支撑框体(3)和可动框体(5)相连接，用于支撑可动框体(5)；可动框体(5)，可动框体(5)由驱动悬臂梁(4)支撑于支撑框体(3)中心，并设有可动梳齿(8)，在固定梳齿(7)驱动下可沿驱动方向振动；检测悬臂梁(6)，检测悬臂梁(6)与可动框体(5)和质量块(9)相连接，用于支撑微陀螺仪质量块(9)；质量块(9)，质量块(9)通过检测悬臂梁(6)固定在可动框体(5)中间，随可动框体(5)沿驱动方向振动，并相对于可动框体(5)沿检测方向振动，且质量块(9)中心布置可动纳米光栅(10)；激光光源(12)，激光光源(12)位于键合基板(1)中心正下方，用于为纳米光栅敏感结构提供光源；光电转换器件(13)，光电转换器件(13)位于质量块(9)中心正上方，用于检测透过纳米光栅的光强，并将光强变化转换为电信号；信号检测模块(14)，信号检测模块最早将电信号转化为角速度信号。