微机械陀螺仪的性能参数
MEMS陀螺仪的重要参数包括:分辨率(Resolution)、零角速度输出(零位输出)、灵敏度(Sensitivity)和测量范围。这些参数是评判MEMS陀螺仪性能好坏的重要标志,同时也决定陀螺仪的应用环境。分辨率是指陀螺仪能检测的最小角速度,该参数与零角速度输出其实是由陀螺仪的白噪声决定。这三个参数主要说明了该陀螺仪的内部性能和抗干扰能力。对使用者而言,灵敏度更具有实际的选择意义。测量范围是指陀螺仪能够测量的最大角速度。不同的应用场合对陀螺仪的各种性能指标有不同的要求。
机械陀螺仪
可以实现的,但是要能够保持陀螺仪高速转动才行,国外有设计过一款摩托车,也是用陀螺仪,被撞到后不会倒地。新京报9月13日报道 当地时间9月11日,一辆“撞不倒”的电动车在美国旧金山亮相。该电动车是世界上首台采用陀螺仪稳定器技术的电动车。当陀螺仪高速旋转时,其自转轴由于惯性保持稳定不变,同时反抗任何改变其自转轴方向的力量。该电动车起陀螺仪作用的是一组飞轮,这组飞轮使其在任何情况下(包括外力撞击)都能屹立不倒。它的特点是,利用陀螺仪的惯性保持稳定,还有利用陀螺仪来蓄能,主要是电动机要提供高转速,对离合器及无段变速的要求非常高,其他部分和一般的电动车差不多。
微机械陀螺仪的结构
微机械陀螺仪的设计和工作原理可能各种各样,但是公开的微机械陀螺仪均采用振动物体传感角速度的概念。利用振动来诱导和探测科里奥利力而设计的微机械陀螺仪没有旋转部件、不需要轴承,已被证明可以用微机械加工技术大批量生产。绝大多数微机械陀螺仪依赖于由相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。振动物体被柔软的弹性结构悬挂在基底之上。整体动力学系统是二维弹性阻尼系统,在这个系统中振动和转动诱导的科里奥利力把正比于角速度的能量转移到传感模式。通过改进设计和静电调试使得驱动和传感的共振频率一致,以实现最大可能的能量转移,从而获得最大灵敏度。大多数微机械陀螺仪驱动和传感模式完全匹配或接近匹配,它对系统的振动参数变化极其敏感,而这些系统参数会改变振动的固有频率,因此需要一个好的控制架构来做修正。如果需要高的品质因子(Q),驱动和感应的频宽必须很窄。增加1%的频宽可能降低20%的信号输出。(图五(a)) 还有阻尼大小也会影响信号输出。(图五(b))(图五)一般的微机械陀螺仪由梳子结构的驱动部分(图六)和电容板形状的传感部分组成(图八)。有的设计还带有去驱动和传感耦合的结构。(图九)?
微机械陀螺仪的介绍
微机械MEMS是英文Micro Electro Mechanical systems的缩写,即微电子机械系统。微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的 21世纪前沿技术,是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。微电子机械系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术,该技术将对未来人类生活产生革命性的影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。2。微机械陀螺仪(MEMS gyroscope)的工作原理 传统的陀螺仪主要是利用角动量守恒原理,因此它主要是一个不停转动的物体,它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化。