[发明专利]一种微机电两轴陀螺仪

说明书

本发明提供了一种微机电两轴陀螺仪，驱动结构包括驱动质量块和驱动电极，驱动质量块与驱动电极构成驱动电容；驱动电容用于驱动所述驱动质量块在一特定方向上做往复振动；每个检测结构包括检测质量块和检测电极，检测质量块与检测电极构成检测电容；检测电容用于检测驱动质量块上产生的科氏力带动检测质量块绕第一轴或第二轴运动而引起的电容变化。由于驱动质量块做往复振动的方向与检测质量块运动的方向即绕第一轴和第二轴运动的方向均不同，因此，在无角速度输入即无科氏力的情况下，驱动质量块不会带动检测质量块运动，从而可以实现驱动模态下驱动结构和检测结构的机械解耦，进而可以减小陀螺仪的输出正交误差，提高陀螺仪的输出精度。

技术领域

本发明涉及微机电技术领域，更具体地说，涉及一种微机电两轴陀螺仪。

背景技术

基于微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)加工制造的MEMS陀螺仪，由于具有体积小、成本低、集成性好等诸多优点，因此，已经广泛应用在消费电子、医疗、汽车等重要领域。

现有的MEMS陀螺仪有两个工作模态：驱动模态和检测模态。在驱动模态下，驱动电容驱动质量块做往复振动，在受到外加角速度时，即在检测模态下，检测电容检测由于科氏力导致的该质量块在检测方向上的运动引起的电容变化，以根据该电容变化确定输入到MEMS陀螺仪的角速度。

但是，由于现有的MEMS陀螺仪的驱动模态和检测模态之间存在较大的耦合，即在无科氏力的情况下，驱动模态下质量块的振动能量也会耦合到检测模态的质量块上，因此，会导致MEMS陀螺仪具有较大的输出误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微机电两轴陀螺仪，以解决由于MEMS陀螺仪的驱动模态和检测模态之间存在较大的耦合，而导致输出正交误差较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种微机电两轴陀螺仪，包括一个驱动结构和两个检测结构；

所述驱动结构包括至少两个驱动质量块和至少两个驱动电极，每一所述驱动质量块与一所述驱动电极构成一驱动电容；所述驱动电容用于驱动所述驱动质量块在一特定方向上做往复振动；

每个所述检测结构包括至少两个检测质量块和至少两个检测电极，每一所述检测质量块与一所述检测电极构成一检测电容；所述检测电容用于检测所述两轴陀螺仪输入的角速度在所述驱动质量块上产生的科氏力带动所述检测质量块绕第一轴或第二轴运动而引起的电容变化，所述第一轴和所述第二轴的方向与所述特定方向均不同。

优选地，所述驱动质量块之间通过第一弹性梁耦合连接；所述检测质量块之间机械耦合连接；所述驱动质量块和所述检测质量块之间通过第二弹性梁连接。

优选地，一个所述检测结构包括第一检测质量块和第二检测质量块，另一个所述检测结构包括第三检测质量块和第四检测质量块；

所述第一检测质量块和第二检测质量块沿所述第一轴对称设置；所述第三检测质量块和第四检测质量块沿所述第二轴对称设置；

所述第一轴与所述第二轴垂直。

优选地，所述驱动结构包括第一驱动质量块、第二驱动质量块、第三驱动质量块和第四驱动质量块；

所述第一驱动质量块和第二驱动质量块沿所述第一轴和所述第二轴的交点中心对称设置，所述第三驱动质量块和第四驱动质量块沿所述第一轴和所述第二轴的交点中心对称设置，且所述第一驱动质量块和所述第二驱动质量块沿所述第一轴或所述第二轴对称设置。

优选地，第一驱动质量块位于第一检测质量块和第三检测质量块之间；第二驱动质量块位于第二检测质量块和第四检测质量块之间；第三驱动质量块位于第二检测质量块和第三检测质量块之间；第四驱动质量块位于第一检测质量块和第四检测质量块之间。