压电型微固体模态陀螺的相位差检测.pdfVIP

第23卷 第7期 传 感 技 术 学 报 Vo1．23 N0．7 2010年 7月 CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS July2010 Detection ofPhaseDifferenceforPiez0electricSolid．State MicromachinedM odalGyroscope HE Chenghu， Xiaosheng，CHEN Wenyuan ，ZHANG Weiping ／NationalKeyLabforMicro／NanometerFabrication，KyeLabforThinFilmsandMicroFabricatoinofMinistryofEducatoin、 、 R~eamh tmeofMciro／NanoScienceand Technology，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China ／ Abstract：Piezoelectricsolid--statemicromachinedmodal gyroscopeisakindofnovelsolid-·stateygroscopemadeof piezoelectricmaterialswithhighresistanttoimpactandvibration．Researchershavefoundtheexistenceofaspe— cial—ordervibratorymodeinthepiezoelectricmassastheoriginalvibrationinducingCoriolisforces．Theangularve— locityinsensitivedirectioncanbeconvertedtoelectricalsignals．Therearesomeelectrodesonygroscopewiththe outputofpiezoelectricvoltagesandthephasedifferencebetweenthesesignalscanbedetected．Themodelstatuesof thisygroscopecanalsobeanalyzed．TheTL714 high—speed comparatorcan convertthesinusoidalsignaltothe squarewavesignal，andtheTMS320F2812chipcancollectandprocessdata．Inthisway，thephasedifferencebe— tweentwosignalsin100kHz～600kHzcanbedetected．Theavailabilityofthismethodhasbeenprovedbythere· suitsofexperiment． Key words：microygroscope；phasedifference；comparator；piezoelectric；modal EEACC：7630；2575 压 电型微固体模态陀螺的相位差检测水 何程鹄，吴校生，陈文元 ，张卫平 (上海交通大学微纳科学技术研究院，微米 ／纳米加工技术国家级重点实验室，薄膜与微细技术教育部重点实验室，上海2o0240) 摘 要：压电型微固体模态陀螺是一种利用压电材料制作的新型固态微陀螺，具有高抗冲击、抗震动能力。陀螺主要部分为 一 压电质量块，研究发现其存在某阶特殊的振动模态作为原振动，通过感应哥氏力将敏感方向上输入的角速度转化为电信 号。陀螺上设置有多个电极，各电极在工作状态下输出压电电压信号，通过检测电路测量信号间的相位差分析陀螺状态。 TLT14高速 比较器将正弦信号转换为方波信号，通过TMS320F2812芯片采集数据进行处理，实现了对两路频率范围 100kHz 一 600kHz信号的相位差检测。实验结果验证了该检测方法的有效性。 关键词：微陀螺；相位差；比较器；压电；模态 中图分类号：TM935 文献标识码 ：A 文章编号 ：1004—1699(2010)07-0978