mems陀螺儀,mems陀螺儀的原理，mems陀螺儀的特點(diǎn)，mems陀螺儀的構(gòu)成，mems陀螺儀的選用，mems陀螺儀的安裝
MEMS 陀螺儀(gyroscope)的工作原理傳統(tǒng)的陀螺儀主要是利用角動(dòng)量守恒原理, 因此它主要是一個(gè)不停轉(zhuǎn)動(dòng)的物體, 它的轉(zhuǎn)軸指 向不隨承載它的支架的旋轉(zhuǎn)而變化.
但是 MEMS 陀螺儀(gyroscope)的工作原理不是這樣的,因?yàn)橐梦C(jī)械技術(shù)在硅片襯底 上加工出一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)可不是一件容易的事.MEMS 陀螺儀利用科里奧利力——旋轉(zhuǎn) 物體在有徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的切向力. 下面是導(dǎo)出科里奧利力的方法. 有力學(xué)知識(shí)的讀者應(yīng) 該不難理解.
在空間設(shè)立動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系(圖一).用以下方程計(jì)算加速度可以得到三項(xiàng),分別來(lái)自徑向加 速,科里奧利加速度和向心加速度.
如果物體在圓盤(pán)上沒(méi)有徑向運(yùn)動(dòng),科里奧利力就不會(huì)產(chǎn)生.因此,在 MEMS 陀螺儀的設(shè)計(jì) 上,這個(gè)物體被驅(qū)動(dòng),不停地來(lái)回做徑向運(yùn)動(dòng)或者震蕩,與此對(duì)應(yīng)的科里奧利力就是不停地 在橫向來(lái)回變化,并有可能使物體在橫向作微小震蕩,相位正好與驅(qū)動(dòng)力差 90 度.
MEMS 陀螺儀通常有兩個(gè)方向的可移動(dòng)電容板.徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體作徑向 運(yùn)動(dòng)(有點(diǎn)象加速度計(jì)中的自測(cè)試模式) ,橫向的電容板測(cè)量由于橫向科里奧利運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的 電容變化(就象加速度計(jì)測(cè)量加速度) .因?yàn)榭评飱W利力正比于角速度,所以由電容的變化 可以計(jì)算出角速度.
MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理，將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號(hào)，其核心部件通過(guò)摻雜技術(shù)、光刻技術(shù)、腐蝕技術(shù)、LIGA技術(shù)、封裝技術(shù)等批量生產(chǎn)的，它主要特點(diǎn)是
1. 體積小、重量輕，其邊長(zhǎng)都小于 1mm，器件核心的重量?jī)H為1.2mg。
2. 成本低
3. 可靠性好，工作壽命超過(guò) 10 萬(wàn)小時(shí)，能承受1000g 的沖擊。
4. 測(cè)量范圍大，目前我公司生產(chǎn)的 MEMS 陀螺儀測(cè)量范圍可擴(kuò)展到7560?/s。
