[发明专利]三轴微机械陀螺仪及角速度的测量方法

说明书

本发明提供了一种三轴微机械陀螺仪及角速度的测量方法，包括基底、与基底连接且悬置于基底上的振动部、驱动振动部的驱动电极以及与振动部连接的检测部，振动部包括用于接受哥氏力并产生位置变化的振动组件，振动组件包括两两对称分布且互相连接的四个质量块，四个质量块能够在所述驱动电极的驱动下在平行于基底的平面内进行摆动，每一质量块的摆动中心位于质量块之外，当三轴微机械陀螺仪接收到角速度时，摆动的质量块受到哥氏力并产生相应的位置变化，检测部用于检测每一质量块在受到哥氏力后的位置变化，并将各质量块的位置变化转换成电信号输出。本发明的三轴微机械陀螺仪可以获得更高的灵敏度。

【技术领域】

本发明涉及陀螺仪技术领域，尤其涉及一种三轴微机械陀螺仪及角速度的测量方法。

【背景技术】

现有技术的微机械陀螺仪即MEMS陀螺仪，可以根据哥氏力的产生原理实现对角速度的检测。任意方向的角速度都可以在空间直角坐标系中沿着X轴、Y轴以及Z轴进行分解。三轴陀螺仪指的是具备测量X轴、Y轴和Z轴方向角速度能力的微机械陀螺仪，因此，三轴陀螺仪能测量空间中任意角速的方向和大小。但在进行角速度的检测时，三轴陀螺仪存在检测灵敏度较低的问题。

因此，有必要提供一种改进的三轴微机械陀螺仪及角速度的测量方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种三轴微机械陀螺仪及角速度的测量方法，提高三轴微机械陀螺仪的检测灵敏度。

本发明的技术方案如下：一种三轴微机械陀螺仪，包括基底、与基底连接且悬置于所述基底上的振动部、驱动振动部的驱动电极以及与振动部连接的检测部，振动部包括用于接受哥氏力并产生位置变化的振动组件，振动组件包括两两对称分布且互相连接的四个质量块，四个质量块能够在驱动电极的驱动下进行摆动，每一所述质量块的摆动中心位于所述质量块之外；

四个所述质量块包括第一质量块、第二质量块、第三质量块以及第四质量块，当所述三轴微机械陀螺仪静止时，所述第一质量块与所述第三质量块相对第一轴线对称，所述第二质量块与所述第四质量块相对所述第一轴线对称；所述第一质量块与所述第二质量块相对于第二轴线对称，所述第三质量块与所述第四质量块相对于第二轴线对称；所述第一轴线与所述第二轴线垂直；

当三轴微机械陀螺仪接收到角速度时，摆动的质量块受到哥氏力并产生相应的位置变化，检测部用于检测每一所述质量块在受到哥氏力后的所述位置变化，并将各质量块的所述位置变化转换成电信号输出。

一种角速度的测量方法，应用于三轴微机械陀螺仪，包括基底、与基底连接且悬置于基底上的振动部、与驱动振动部连接的驱动电极以及与振动部连接的检测部，振动部包括用于接受哥氏力并产生位置变化的四个质量块，角速度的测量方法包括：

利用驱动电极驱动四个所述质量块摆动，其中，第一质量块与第二质量块共心反相摆动，第三质量块与第四质量块共心反相摆动，第一质量块的摆动与第三质量块的摆动反相；或者，第一质量块与第二质量块共心同相摆动，第三质量块与第四质量块共心同相摆动，第一质量块的摆动与第三质量块的摆动反相；

接收角速度，以使四个所述质量块受到哥氏力，并在哥氏力的作用下产生位置变化；

检测部检测四个质量块在哥氏力方向上的位置变化，并将位置变化转换成电信号输出；

根据所述电信号计算出角速度。