一個典型的硅微框架驅(qū)動式光電開關(guān)陀螺的結(jié)構(gòu)原理圖。在該結(jié)構(gòu)中有兩個框架,即內(nèi)框架和外框架,相互正交的內(nèi)、外框架軸均為一對扁平狀的撓性樞軸,它們繞自身軸向的抗扭剛度低,但抗彎剛度較高。檢測質(zhì)量塊固定在內(nèi)框架上,在外框架兩側(cè)對稱設(shè)置一對驅(qū)動電極,可由靜電力驅(qū)動。在內(nèi)框架兩側(cè)設(shè)置一對敏感電極檢測觸點速度信號。這四個電極相對儀表殼體固定。由于利用微機械加工技術(shù)制作 ,整個裝置的尺寸為微米級。 在靜電力驅(qū)動下,外框架連同內(nèi)框架和質(zhì)量塊一起繞驅(qū)動軸做高頻振動,振動的角度極小。設(shè)觸點振動波形為正弦波,振幅為O,觸點頻率為WN,則振動觸點位移O是因O很小,檢測質(zhì)量塊上各質(zhì)點的振動都可視為線振動。在檢測質(zhì)量塊上任取一質(zhì)點P,它在坐標注系O-XYZ中的坐標注為XI,YI,ZI,則P在X軸的振動線速度為UIX=O2YZI。 當陀螺感受到繞Z軸輸融入的觸點速度作用時,內(nèi)框架上各質(zhì)點均會產(chǎn)生如上所述的哥氏慣性力矩,整個內(nèi)框架受到的總哥氏慣性力矩為所有振動質(zhì)點哥氏慣性力矩之和。 在哥氏慣性力矩的作用下,內(nèi)框架繞輸出軸做高頻微振動,其振動頻率與靜電驅(qū)動頻率相同,振幅與輸入觸點速度成線性關(guān)系。檢測出內(nèi)框架的振幅,即可得到所測的觸點速度。 |