微机械陀螺可广泛应用在航空、航天、武器、汽车等领域,已成为惯性陀螺发展的一个重要方向。目前国内尚无满足使用要求的产品。本项目提出了一种基于滑膜阻尼的,可在大气下工作的新型音叉式微机械陀螺,利用电容交叠面积的变化来实现驱动和检测。对于本项目提出的陀螺,旁轴加速度干扰信号为共模信号,而检测科氏加速度信号为差模信号,所以从结构上既可以实现对旁轴加速度干扰信号的抑制,同时又可以使检测灵敏度提高一倍;并且驱动和检测方向均具有滑膜阻尼,远小于压膜阻尼,在大气下工作Q值分别可以达到1000,大幅度提高了检测灵敏度,从而可以避免真空封装,大大降低封装难度及制作成本。课题的开展将突破微机械陀螺在设计、制造、检测、封装和应用等方面的关键基础技术,为微机械陀螺在近距离导航、短程制导等中、低精度领域的应用打下深厚的技术基础。
微机械陀螺可广泛应用在航空、航天、武器、汽车等领域,已成为惯性陀螺发展的一个重要方向。本项目研制了一种基于滑膜阻尼的,可在大气下工作的新型音叉式微机械陀螺,利用电容交叠面积的变化来实现驱动和检测。对于研制的陀螺,旁轴加速度干扰信号为共模信号,而检测科氏加速度信号为差模信号,所以从结构上既可以实现对旁轴加速度干扰信号的抑制,同时又可以使检测灵敏度提高一倍。通过项目的开展,突破了微机械陀螺在设计、制造、封装和检测等方面的关键技术。主要包括设计、模拟和结构参数优化,关键制作工艺,传感器封装技术以及检测技术,并建立了Q值测试和角速度测试系统。成功研制出不用真空封装、可在大气下工作的音叉式微机械陀螺,其主要指标为驱动模态品质因子700以上、检测模态品质因子700以上、灵敏度17.45mV/deg/s、非线性0.43%、噪声小于0.1deg/s、测量范围180 deg/s。获2006年度上海市科技发明二等奖一项。