[发明专利]新型陀螺仪结构及装置

说明书

本发明公开一种新型陀螺仪结构及装置，涉及角速度传感器技术领域。其中，所述新型陀螺仪结构包括：基座；谐振环，所述谐振环连接于所述基座，所述谐振环设置有内腔，所述谐振环的外周壁沿圆周方向均匀开设有8个通孔，所述通孔与所述内腔相连通，沿所述外周壁至所述谐振环的内周壁的水平方向上，所述通孔包括第一安装段、第二安装段和第三安装段；以及8个第一电极和8个第二电极，所述第一电极、所述第二电极一一安装于所述通孔内，所述第一电极安装于所述第一安装段，所述第二电极安装于所述第三安装段。本新型陀螺仪结构可减小陀螺仪结构体积，减小带宽、噪音，提高信噪比和灵敏度。本发明还提出一种新型陀螺仪装置。

技术领域

本发明涉及角速度传感器技术领域，特别涉及一种新型陀螺仪结构和应用所述陀螺仪结构的新型陀螺仪装置。

背景技术

现有技术中，固体波动陀螺仪为一类常见的角速度传感器，固体波动陀螺仪的谐振环与多个驱动电极和检测电极是独立设置的，其工作原理为：对驱动电极施加交流电压，由于逆压电效应，激励驱动电极产生伸缩振动，并通过梁或加强筋等动能传导结构传递到谐振环上，激励出谐振环的驱动模态；当有轴向角速度输入时，谐振环在哥氏力的作用下产生检测模态，谐振环的检测模态的振动通过动能传导传递到检测电极上，由压电效应产生的敏感信号经过电路解调和软件处理即可得到输入角速度。

该类结构设置，结构不紧凑，整体结构体积较大；高频振动下，由于谐振环单体体积小质轻，陀螺仪的驱动模态和检测模态频率分裂较大，导致陀螺仪的带宽大、噪音大、能量消耗大，严重影响谐振环的信噪比，品质因数很难提高，另因谐振环占整个陀螺仪的振动能量比例有限，限制了陀螺仪的有效惯性质量，陀螺仪稳定性差，灵敏度低，通过动能传导结构传递振动能量也一定程度限制了角速度获取精准性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型陀螺仪结构，旨在减小陀螺仪结构体积，减小带宽、噪音，提高信噪比和灵敏度。

为实现上述目的，本发明提出的新型陀螺仪结构，包括：

基座；

谐振环，所述谐振环连接于所述基座，所述谐振环设置有内腔，所述谐振环的外周壁沿圆周方向均匀开设有8个通孔，所述通孔与所述内腔相连通，沿所述外周壁至所述谐振环的内周壁的水平方向上，所述通孔包括第一安装段、第二安装段和第三安装段；

以及8个第一电极和8个第二电极，所述第一电极、所述第二电极一一安装于所述通孔内，所述第一电极安装于所述第一安装段，所述第二电极安装于所述第三安装段。

可选地，所述第一电极突出于所述外周壁，所述第二电极突出于所述内周壁。

可选地，所述谐振环的横截面形状为圆环形；

所述通孔、所述第一电极和所述第二电极的横截面形状均为扇形。

可选地，在高度方向上，所述谐振环的高度为H，所述第一电极和所述第二电极的高度不小于H/2。

可选地，所述第一电极和所述第二电极高度相同。

可选地，所述第一安装段和所述第三安装段的高度相同，所述第二安装段的高度小于第一安装段的高度。

可选地，所述基座和所述谐振环均为硅结构。

本发明还提出一种新型陀螺仪装置，包括所述的新型陀螺仪结构。