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微機械陀螺儀的定義

但是微機械陀螺儀的工作原理不是這樣的,因為要用微機械技術在矽片襯底上加工出壹個可轉動的結構可不是壹件容易的事。微機械陀螺儀利用科裏奧利力——旋轉物體在有徑向運動時所受到的切向力。下面是導出科裏奧利力的方法。有力學知識的讀者應該不難理解。

在空間設立動態坐標系(圖壹)。用以下方程計算加速度可以得到三項,分別來自徑向加速、科裏奧利加速度和切向加速度。

如果物體在圓盤上沒有徑向運動,科裏奧利力就不會產生。因此,在MEMS陀螺儀的設計上,這個物體被驅動,不停地來回做徑向運動或者震蕩,與此對應的科裏奧利力就是不停地在橫向來回變化,並有可能使物體在橫向作微小震蕩,相位正好與驅動力差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於橫向科裏奧利運動帶來的電容變化(就象加速度計測量加速度)。因為科裏奧利力正比於角速度,所以由電容的變化可以計算出角速度。

圖三是2軸MEMS陀螺儀。它采用了閉合回路、數字輸出和傳感器芯片跟ASIC芯片分開平放連線的封裝方法。來自(BOSCH SMG 070原理圖)

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