mems陀螺仪

不停转动的物体,其转轴的指向不随承载它的支架旋转而变化。要把这样一个不停转动的没有支撑的能旋转的物体用微机械技术在硅片衬底上加工出来,显然难上加难。为此, MEMS 陀螺仪在基于传统陀螺仪特性的基础上利用科里奥利力来实现了设备的小型化。什么是科里奥利力呢? 科里奥利力(Coriolis force) 也就时常说的哥里奥利力、科氏力,它是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述,其来自于物体运动所具有的惯性,由于地球自转运动而作用于地球上运动质点的偏向力就是这样的代表,地转偏向力有助于解释一些地理现象, 如河道的一边往往比另一边冲刷得更厉害。在北半球,从南向北流的河流,河水冲刷东岸;从北向南流的河流,河水冲刷西岸 8 MEMS 陀螺仪是科里奥利力的最常见应用, MEMS 陀螺仪利用科里奥利力(旋转物体在径向运动时所受到的切向力),旋转中的陀螺仪可对各种形式的直线运动产生反映,通过记录陀螺仪部件受到的科里奥利力可以进行运动的测量与控制。为了产生这种力, MEMS 陀螺仪通常安装有两个方向的可移动电容板, “径向的电容板加震荡电压迫使物体作径向运动,横向的电容板测量由于横向科里奥利运动带来的电容变化。”这样, MEMS 陀螺仪内的“陀螺物体”在驱动下就会不停地来回做径向运动或震荡,从而模拟出科里奥利力不停地在横向来回变化的运动, 并可在横向作与驱动力差 90 °的微小震荡。这种科里奥利力好比角速度,所以由电容的变化便可以计算出 MEMS 陀螺仪的角速度。 9 一般的 MEMS 陀螺仪由梳子结构的驱动部分 Mass Mass 质量块质量块 Drive Direction Drive Direction 驱动方向驱动方向 Sense Direction Sense Direction 感应方向感应方向电容板形状的传感部分组成 10