面内微陀螺结构设计及模态测试

作者：秦世洋; 张瑞; 金丽; 李孟委^*

来源：中北大学学报(自然科学版), 2020, 41(03): 267-276.

• MEMS陀螺
• 谐振频率
• 灵敏度
• 品质因数
• 测试方法

为了提升微机械陀螺在应用中的性能,需要巧妙设计陀螺结构来提高陀螺灵敏度.本文针对面内驱动/检测的微陀螺结构,进行了理论设计和Ansys有限元仿真分析验证,实现了微陀螺结构的模态匹配.通过测试质量块上分布导线产生的动生电动势的实验方法获得陀螺的幅频特性曲线,测量结果表明,微陀螺结构驱动方向频率为7 078.1 Hz(品质因数达643.2),检测方向频率为7 068.9 Hz (品质因数达1 010.7),结构灵敏度可达52.3 nm/(°/s),与理论期望值基本相符.这将为今后设计更高灵敏度的微陀螺式结构传感器提供理论依据及测试方法.

• 单位
  中北大学