余德林

（湖北交通职业技术学院，湖北 武汉，430079）

浅析微机械石英陀螺的设计

余德林

（湖北交通职业技术学院，湖北 武汉，430079）

本文根据振动陀螺的工作原理，利用公理化设计理论进行了分析，建立振动陀螺设计模型，使用该模型石英振动陀螺仪传感元件—石英音叉片进行分析。利用有限元法是应用于音叉电子晶片灵敏度数据分析，评估其优缺点，设计石英音叉片解耦，为其他的设计提供有利的参考。

公理设计；灵敏度；振动陀螺；石英陀螺

音叉的工作原理是在音叉保持持续恒定等幅振动的作用下，一旦音叉进行旋转转动运动，就会受到柯里奥里力也就是惯性力的阻碍，不让音叉转动，从而触发了音叉在一个平面上的振动，在振动的同时，音叉的转动角速度是跟振幅成正比例系数的，同样也会产生一个电信号，进而得出转动时的角速度。QRS有很多优点，比如说：制作的本钱低、稳定性好等等。此外，它的使用寿命很长，角速度测量范围宽、响应时间短、耐抗冲击性强，属于低精度陀螺仪。QRS波，音叉是陀螺振动仪核心组件，其结构和性能直接影响石英陀螺仪的质量。

1　机械陀螺的发展历程

对于微型的机械陀螺认知是从1980年左右开始的。在1988年的时候，全球最先发现硅基微机械陀螺的机构是位于美国的Draper实验室。随着时代的发展和进步，1990年之后，LIGA技术和体硅工艺技术的发展壮大和技术成熟，更多的资源用来制作大质量块。在1988年发现硅基微机械陀螺之后，美国的Draper实验室于1993年又成功地将微机械陀螺在 60Hz带宽的前提下使分辨率高达1.5°/s，这一微机械陀螺是由硅－玻璃键合工艺和单晶硅体硅艺二者结合制成的。……