,,

類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: FFC連接器

解析MEMS陀螺儀的驅(qū)動和傳感及工作原理

發(fā)布日期：2022-04-17 點擊率：87

【導讀】傳統(tǒng)的陀螺儀主要是利用角動量守恒原理，因此它主要是一個不停轉(zhuǎn)動的物體，它的轉(zhuǎn)軸指向不隨承載它的支架的旋轉(zhuǎn)而變化。

傳統(tǒng)的陀螺儀主要是利用角動量守恒原理，因此它主要是一個不停轉(zhuǎn)動的物體，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，因為要用微機械技術在硅片襯底上加工出一個可轉(zhuǎn)動的結構可不是一件容易的事。MEMS陀螺儀利用科里奧利力——旋轉(zhuǎn)物體在有徑向運動時所受到的切向力。下面是導出科里奧利力的方法。有力學知識的讀者應該不難理解。

在空間設立動態(tài)坐標系（圖一）。用以下方程計算加速度可以得到三項，分別來自徑向加速、科里奧利加速度和向心加速度。

解析<a title= MEMS陀螺儀的驅(qū)動和傳感及工作原理" title="解析MEMS陀螺儀的驅(qū)動和傳感及工作原理" height="320" width="448"/>

圖一、動態(tài)坐標系

解析MEMS陀螺儀的驅(qū)動和傳感及工作原理 MEMS陀螺儀的驅(qū)動和傳感及工作原理" height="365" width="408"/>

如果物體在圓盤上沒有徑向運動，科里奧利力就不會產(chǎn)生。因此，在MEMS陀螺儀的設計上，這個物體被驅(qū)動，不停地來回做徑向運動或者震蕩，與此對應的科里奧利力就是不停地在橫向來回變化，并有可能使物體在橫向作微小震蕩，相位正好與驅(qū)動力差90度。（圖二）MEMS陀螺儀通常有兩個方向的可移動電容板。徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體作徑向運動（有點象加速度計中的自測試模式），橫向的電容板測量由于橫向科里奧利運動帶來的電容變化（就象加速度計測量加速度）。因為科里奧利力正比于角速度，所以由電容的變化可以計算出角速度。

解析<a title= MEMS陀螺儀的驅(qū)動和傳感及工作原理" title="解析MEMS陀螺儀的驅(qū)動和傳感及工作原理" height="392" width="397"/>