所属分类： 化学 基本物理概念 生物化学品

振动陀螺仪，包含两个相对设置的平面振动板。两个振动板以屈曲振动模式和与屈曲振动模式退化或接近于屈曲振动模式的二阶弯曲振动模式振动。振动陀螺仪通过检测二阶弯曲振动模式的幅值平衡中的偏移检测科里奥利力，它是当施加绕平行于振动板表面的轴的角速度时产生的，振动陀螺仪分为二种。硅微振动陀螺仪与微机械振动陀螺仪在某些技术上有所不同。

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• 1 产品慨述
• 2 工作原理
• 3 硅微振动陀螺仪
• 4 微机械振动陀螺仪
• 5 产品与苍蝇
• 6 参考资料

一种振动陀螺仪，其特征在于包含： 两个相对设置的平面振动板，其中 所述两个振动板在屈曲振动模式和二阶弯曲振动模式下振动，所述二阶弯曲振动模式与所述屈曲振动模式简并，或与其接近，并且所述振动陀螺仪通过检测在施加绕平行于振动板表面的轴的旋转角速度时产生的二阶弯曲振动模式的幅值平衡中的偏移，检测科里奥利。一振动器，其具有形成在弹性件前面和背面上的压电材料层。在振动器上形成第一、第二和第三弹片。电极层产生施加到第二弹片上的第一和第二力偶，驱动该弹片使其在某个时间点的＋ｘ方向上起动，并同时使第三和第一弹片产生振动，且分别在＋ｘ和—ｙ方向产生变形。当振动器转动时，第二和第三弹片在某个时间点上沿＋ｙ方向振动，而第一弹片则在—ｙ方向振动。第二弹片与第三弹片的外侧端和基部的侧端之间形成平面差结构。

 一种振动陀螺仪，包括：振动器，其具有三个弹性片，三个弹性片由在板形弹性件上形成的两个缝隙所分隔；第一驱动／检测装置，其能够使弹性片在压电效应下产生沿板表面方向的变形或者能够检测因弹性片沿板表面方向变形而产生的电压；和第二驱动／检测装置，其能够使弹性片在压电效应下产生沿板厚方向的变形或能够检测因所说弹性片沿板厚方向变形而产生的电压；用所说的其中一个驱动／检测装置测得的电压来确定振动器的角速度，所说角速度是在科里奥利力引起弹性片产生变形振动时产生的，而科里奥利力是在振动器转动且弹性件在另一个驱动／检测装置作用下产生变形振动的情况下产生的，其中三个弹性片和两个缝隙加在一起的总宽度小于振动器上未形成弹性片的基部宽度。 　　

振动陀螺仪的工作原理是，陀螺旋转的时候自传轴始终指着一个方向，这就是它的基本工作原理，改变方向需要额外施加外力，因此陀螺仪一般都是和外界保持很小的作用方式，一般被摩擦力很小的转轴系统悬挂，比较高精度的还会用到激光陀螺仪。一般的陀螺仪是靠惯性力吧 。激光陀螺仪的原理是理用光程差来实现测量旋转角速度的，具体好像是在一个闭合的环形光路中，由同一个光源发出两束方向相反的相干光，让它们发生干涉，再检测相位差或干涉条纹的变化，就可以计算出闭合光路的旋转角速度。

基本资料

申请号  ： 02218376
公开号  ： 0000000
申请日 ；  20020117 
授权日 ：  20021016
代理机构中心 ： 东南大学专利事务所
国际分类号 ： G01C 19/56
范畴分类号  ： 31B
代理人 ： 沈廉
申请人 ： 东南大学
发明人 ： 裘安萍、王寿荣、周百令、苏岩
申请地址 ： 江苏省南京市四牌楼2号
发明名称 ：  硅微振动陀螺仪

主要结构

 硅微振动陀螺仪是一种较高精度的陀螺仪，该陀螺仪由制作在单晶硅片上的陀螺仪机械结构的上层部分和制作在玻璃衬底上的信号引线的下层部分所组成，陀螺仪上层机械结构的内框架通过内扭杆与外框架相连，外框架通过外扭杆和横梁连于固定基座，陀螺仪下层玻璃衬底上制作有地线、驱动输入引线，敏感输出信号引线、反馈信号引线，上层机械结构的固定基座安装在玻璃衬底上的固定基座键合点上，使上层的机械结构部分悬空在下层的玻璃衬底部分之上。

 微机械振动陀螺仪是固态的角速度传感器，以压电杯结构设计测量 coriolis 力.保证陀螺仪输出和角速度成正比的高精度电压信号。 各种测量范围 0- 1500°/s .单极或两极的输出电压可供选择使用。

特点：高精度  高可靠性   量程可到1500°/s      低噪音  低功耗  体积小重量轻 低成本  一年质保   技术支持

性能： 物理特性  electrical     测量范围  ：up to ±1500°/sec available     启动时间 ： 0.3 sec    尺寸 ： 见草图    供电电压 ： 8.5 to 16vdc      重量 ： 4.6oz    工作电流 ： 80ma     操作  环境    刻度因数  工作温度    变化 ： within 1 to-6    完整规格：  -30°c to 60°cover temp. range    减少规格：  -40°c to 85°c    线性度：  0.4 full scale    bias偏差 振动  10g rms20 to 2khz all axes    零偏差： ±2°/sec 冲击  1000g3 msec, 1/2 sine    零偏差 ： ±2°/sec   冲击 1000g3 msec, 1/2 sine    分辨率 ； 0.025°/sec standard models    轴线 ： ±0.5°    频率：  75hz custom ranges are available.   输出噪音：  0.02°/sec rms

令人生厌的苍蝇虽小，但它的飞行本领却相当高超，能一直不停地飞好几个小时，而且还可以垂直上升、下降，急速掉头飞行，定悬空中。它的“特技飞行 ”在目前来说是任何飞机都作不到的，这不得不令人对它“刮目相看”。小苍蝇为何有这等大本领呢？原来这都都得益于它的楫翅。 一般人们认为苍蝇有两只翅膀。其实，准确地说它有4只翅膀。在它前面的翅膀之后，还长着一对哑铃一样的小棒，这是退化的后翅形成的痕迹器官。这对小棒叫作楫翅，也叫平衡棒。它不但使苍蝇能直接起飞，而且是使苍蝇保持航向的导航器官。苍蝇飞行时，楫翅以每秒钟330次的频率不停地振动。当苍蝇身体倾斜、俯仰或偏离航向时，楫翅振动频率的变化便被其基部的感受器所感觉。苍蝇的 “大脑”分析了这一偏离的信号后，便向有关部位的肌肉组织发出纠正指令，并校正身体姿态和航向。因此，苍蝇等双翅昆虫平衡棒的重要功能是作为振动陀螺仪，是昆虫在飞行中保持正确航向的天然导航系统。
根据苍蝇楫翅的导航原理，科学家们研制成功了一种新型振动陀螺仪。它的主要部件像只音叉，是通过一个中柱固定在基座上的。装在音叉两臂四周的电磁铁使音叉产生固定振幅和频率的振动，就像苍蝇振翅的振动那样。当飞机、舰艇或火箭偏离正确航向时，音叉基座和中柱会发生旋转，中柱上的弹性杆就会将这一振动转变成一定的电信号，传给转向舵，于是，航向便被纠正了。由于这种振动陀螺仪没有高速旋转的转子，因而体积很小，可以装在一只茶杯里，但准确性却相当于比它大5倍的普通陀螺仪。

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