微机械陀螺仪的原理

• 　　微机械陀螺仪利用了哥氏力现象，其原理如图1所示。当图中的物体沿X轴做周期性振动或其他运动时，并且XY坐标系沿Z轴做角速度为Ωz旋转运动，就会在该物体上产生一个沿Y轴方向的哥氏力，其矢量可按式1计算。

  　　式中：F(t)是哥氏力，m是该物体的质量，ΩZ是坐标系旋转的角速度，是该物体的矢量速度。

  　　机械陀螺仪LY530AL，它采用了对称的双质量块结构，如图2所示。滑块1和1’是检测质量块， 2和2’是驱动质量块，并且检测质量块是附着在驱动质量块之上。受限于结构件3，检测质量块能够被动的随驱动质量块沿驱动轴（X轴）运动，而在检测轴（Y轴）方向，检测质量块则能在哥氏力的作用下自由运动。所以检测质量块会有两个轴向运动，一个是随驱动质量块沿X轴的受限被动运动，另一个是由哥氏力牵引着在Y轴的自由运动。4（4’）和5（5’）分别是驱动电极和检测电极。

  　　根据式1，哥氏力产生的加速度为a(t)=2ΩZ×。振动速度为已知量，如果得到检测质量块上的哥氏力加速度a(t)，然后结合振动速度进行同步解调，就可以检测出XY坐标系的旋转角速度。这就是微机械振动陀螺仪的基本工作过程。由于加速度的检测方法较为简单，而保持一个振幅和频率都恒定的振动速度却比较困难，所以振动速度χ(t)对角速度的检出起着关键作用。