TWI512268B - 陀螺儀以及將時域音叉陀螺儀用於慣性感測的方法 - Google Patents
陀螺儀以及將時域音叉陀螺儀用於慣性感測的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI512268B TWI512268B TW102132576A TW102132576A TWI512268B TW I512268 B TWI512268 B TW I512268B TW 102132576 A TW102132576 A TW 102132576A TW 102132576 A TW102132576 A TW 102132576A TW I512268 B TWI512268 B TW I512268B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- tuning fork
- frame
- fork
- gyroscope
- arms
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
- G01C19/5621—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks the devices involving a micromechanical structure
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Description
[相關申請案]
本申請案和2012年9月11日提申之共同擁有且繫屬中的發明名稱為“TUNING FORK GYOSCOPE TIME DOMAIN INERTIAL SENSOR”的美國專利申請案第13/610,618號有關,該案的內容藉此參照被併於本文中。
本發明關於一種音叉陀螺儀時域慣性感測器。
非常穩定及精確的微機電系統(MEMS)陀螺儀是導航慣性感測所必需的。較大的陀螺儀可符合慣性導航的精確度要求,但昂貴且需要比MEMS陀螺儀大很多的空間。目前的MEMS陀螺儀有電及機械雜訊、非直線性、及會造成測量誤差之機械參數的偏差等問題。傳統的MEMS音叉陀螺儀使用電容來測量柯氏力(Coriolis force)所造成的偏差。對於一種更精確及更穩定的音叉陀螺儀存
在著需求。
本案所揭露的是一種有慣性感測能力的音叉陀螺儀,其包含一框架、一音叉,及至少兩個數位位置觸發器(trigger)。該音叉包含一底座及第一和第二叉臂(prong)。該底座具有近端及遠端。該近端被耦合至該框架且該遠端被耦合至該第一及第二叉臂。該第一及第二叉臂分別被第一及第二驅動器驅動,用以將它們相對於該框架振盪於一第一方向上,使得該等叉臂在它們各自的共振頻率振盪且彼此180°反相(out of phase)。該等數位位置觸發器係操作地耦合至該框架及該音叉。每一位置觸發器被建構來在該音叉在一第二方向的每一振盪期間經歷至少兩個觸發事件。該第二方向和該第一方向正交。
揭露於本文中的音叉陀螺儀可依據本發明的方法被用於慣性感測。第一步驟為,驅動該音叉陀螺儀的第一及第二叉臂,用以相對於該音叉陀螺儀的框架振盪於第一方向上,使得該等叉臂在它們各自的共振頻率振盪且彼此180°反相(out of phase)。第二步驟為,監測兩對堆疊於第二方向的電子穿隧尖端開關(electron-tunneling-tip switch)的閉合狀態及打開狀態,其中該第二方向和該第一方向正交,且其中每一對開關係***作地耦合至該框架及該音叉,使得在該音叉每一次振盪於該第二方向上的期間,每一對開關通過至少兩個閉合狀態。第三步驟為,測
量介於每一對開關的閉合狀態之間的時間間隔,用以將該音叉在該第二方向上的偏移量(offset)特徵化。第四步驟為,藉由計算該音叉在該第二方向上的偏移量來決定作用在該音叉陀螺儀上的柯氏力。
該音叉陀螺儀的另一實施例包含一框架、一音叉、第一及第二驅動器、第一及第二對電子穿隧尖端開關。該音叉包含一底座及第一和第二叉臂,其中該底座的近端被耦合至該框架及其中該第一及第二叉臂的近端被耦合至該底座的遠端。該第一驅動器***作地耦合至該第一叉臂,使得該第一驅動器被建構來驅動該第一叉臂,用以在該第一叉臂的共振頻率下相對於該框架振盪於第一方向上。該第二驅動器***作地耦合至該第二叉臂,使得該第二驅動器被建構來驅動該第二叉臂,用以在該第二叉臂的共振頻率且和該第一叉臂180°反相下相對於該框架振盪於第一方向上。第一對電子穿隧尖端開關***作地耦合至該框架及該音叉的一第一位置,使得該第一對開關被建構來在該音叉相對於該框架在第二方向上的一完整的振盪期間從一打開的狀態切換至一閉合的狀態至少兩次。第二對電子穿隧尖端開關***作地耦合至該框架及該音叉的一第二位置,使得該第二對開關被建構來在該音叉相對於該框架在第二方向上的一完整的振盪期間從一打開的狀態切換至一閉合的狀態至少兩次。
10‧‧‧音叉陀螺儀
12‧‧‧框架
14‧‧‧音叉
16‧‧‧第一驅動器
18‧‧‧第二驅動器
20‧‧‧數位(位置)觸發器
22‧‧‧底座
24‧‧‧第一叉臂
26‧‧‧第二叉臂
28‧‧‧近端
30‧‧‧遠端
32‧‧‧導電尖端
34‧‧‧導電平面
36‧‧‧導電層
38‧‧‧下導電層
40‧‧‧電子穿隧開關
42‧‧‧間距
46‧‧‧第一步驟
48‧‧‧第二步驟
50‧‧‧第三步驟
52‧‧‧第四步驟
54‧‧‧未受力的跡線
56‧‧‧參考觸發點
58‧‧‧正的觸發點
60‧‧‧負的觸發點
62‧‧‧預定的距離
64‧‧‧觸發事件
66‧‧‧觸發事件
68‧‧‧觸發事件
70‧‧‧週期Tr1
72‧‧‧週期Tr2
74‧‧‧週期Tr3
76‧‧‧受力的振盪跡線
78‧‧‧線
80‧‧‧觸發點(事件)
82‧‧‧觸發點(事件)
84‧‧‧觸發點(事件)
90‧‧‧箭頭
92‧‧‧箭頭
100‧‧‧穿隧放電脈衝
102‧‧‧穿隧放電脈衝
103‧‧‧穿隧放電脈衝
104‧‧‧穿隧放電脈衝
106‧‧‧經放大的脈衝
108‧‧‧經放大的脈衝
109‧‧‧經放大的脈衝
110‧‧‧經放大的脈衝
112‧‧‧邊緣
114‧‧‧第三驅動器
116‧‧‧覆蓋晶圓
118‧‧‧框架/底座晶圓組件
120‧‧‧黏合層
122‧‧‧柯氏力
124‧‧‧第一臂
126‧‧‧第二臂
128‧‧‧近端
130‧‧‧遠端
132‧‧‧振盪力
134‧‧‧第三臂
136‧‧‧第四臂
在數個視圖中,相同的元件係使用相同的標號。在圖中的元件並非按照比例繪製且某些尺寸為了清晰起見被誇大。
圖1是一音叉陀螺儀的實施例的頂視圖。
圖2A-2B是一音叉陀螺儀的例示性MEMS實施例的立體圖。
圖3A是圖2A及2B中所示的陀螺儀的MEMS實施例的部分立體圖。
圖3B是一數位觸發器的實施例的側視圖。
圖4A-4C為示於圖3B中的數位觸發器的不同參考位置的側視圖。
圖5為一流程圖,其顯示圖2A-3B中的陀螺儀如何被使用於時域慣性感測的例子。
圖6是一音叉相對於框架的位移的圖形。
圖7是有外力存在時,音叉位移vs.時間的圖形。
圖8A是一音叉相對於框架的振盪振幅的圖形。
圖8B是觸發事件的部分圖像化表示。
圖9是一音叉陀螺儀的實施例的頂視圖。
圖10是一音叉陀螺儀的實施例的一側剖面側視圖。
圖11是導電尖端在一段時間內的位移相對於一導電平面的圖形。
圖12是一顯示導電尖端的位移的圖表。
圖13是導電尖端在一段時間內的位移相對於一導電平面的另一圖形。
圖14是顯示導電尖端的位移的另一圖表。
圖15A-15B為一音叉陀螺儀的一實施例的立體圖。
圖16為一音叉陀螺儀的一實施例的立體圖。
圖17為一音叉陀螺儀的另一實施例的立體圖。
圖1是一具有時域慣性感測能力之音叉陀螺儀10的頂視圖。該陀螺儀10分別包含一框架12、一音叉14、第一及第二驅動器16及18、及至少兩個數位位置觸發器20。該音叉14分別包含一底座22及第一及第二叉臂24及26。該底座22具有一近端28及一遠端30。該底座的近端28被耦合至該框架12且該遠端30被耦合至該第一及第二叉臂24及26。該第一及第二驅動器16及18被建構來分別驅動該第一及第二叉臂24及26,用以將它們相對於該框架12振盪於一第一方向上,使得該第一及第二叉臂24及26在它們各自的共振頻率振盪且彼此180°反相。在圖1中,該第一方向對應於x方向。然而,應被瞭解的是,該第一及第二叉臂24及26可被驅動並振盪於任何所想要的方向上且該x方向只是被用來當作一個例子。該等數位位置觸發器20***作地耦合至該框架12
及該音叉14。每一位置觸發器20被建構來在該音叉14在一第二方向的每一振盪期間經歷至少兩個觸發事件,其中該第二方向和該第一方向正交。在圖1中,該第二方向對應於z方向。
該陀螺儀10可用任何尺度來製造。例如,在一實施例中,該陀螺儀10可被整體地(monolithically)整合至一微機電系統(MEMS)裝置中。該陀螺儀10可被使用在任何方位上。雖然x-y-z座標系統被描繪在圖式中且在本文中被使用,但應被理解的是,當第一、第二、及第三方向/軸被使用於本文中時,其可以是在任何三維度座標系統中的任何三個彼此正交的方向/軸。
該框架12可以是任何尺寸及形狀,且是用任何可以提供該陀螺儀10剛性支撐的材料製造,使得該框架12在被曝露於該陀螺儀10的側向加速度及轉動加速度中時不會顯著地撓曲及/或變形。
該第一及第二驅動器16及18的每一者可以是任何能夠造成該第一及第二叉臂24及26以任何所想要的頻率相對於該框架12振盪於x方向上的設備。該第一及第二驅動器16及18的合適的例子包括但不侷限於可變面積的致動器,譬如,靜電梳狀驅動器(譬如,圖2B中所描繪者)、可變間距致動器(譬如,平行板致動器),及其它電磁或壓電機制的致動。該第一及第二叉臂24及26的每一者可使用連續的振盪力來加以驅動或用和該被給定的叉臂的諧波共振同相的週期性“Delta函數”力來加以驅動。
該數位觸發器20可以是任何能夠產生和該音叉的一個區段(即,附裝了該數位觸發器20的區段)相對於該框架12的不同位置相對應的數位訊號的設備。例如,該數位觸發器20可以是任何能夠根據該音叉14相對於該框架12的位置改變而感受到狀態改變的裝置。該數位觸發器20的其它例子包括電子穿隧開關、電容式開關、光柵開關、及磁性開關。該數位觸發器20的目的是要將其上附裝了該數位觸發器20的區段的位置和該框架12局部化,使得一精確之與加速度無關(acceleration-independent)的相位測量可被實施,藉以提高一相位鎖定迴路閉合穩定性並降低整體相位雜訊及該陀螺儀10的抖動(jitter)。
圖2A-2B是該陀螺儀10的一示範性MEMS實施例的立體圖。在所示的實施例中,該第一及第二驅動器16及18是電容式梳狀驅動器,且該等數位觸發器20是能夠產生有限寬度電流脈衝之疊置配對的電子穿隧開關(在圖2B中只看得到上開關),該有限寬度電流脈衝從該第一及第二叉臂24及26的導電尖端32“穿隧(tunnel)”至該框架12上的一導電平面34。
圖3A是圖2A及2B中所示的陀螺儀10的MEMS實施例的部分立體圖。圖3A顯示該第一叉臂24相對於該框架12的方位。在此實施例中,一導電層36及一非必要的下導電層38亦被顯示。圖3B是一可被使用在圖2A、2B及3A的陀螺儀10的示範性實施例中的數位觸發
器20的一個實施例的側視圖。在此實施例中,該數位觸發器20包含一對電子穿隧開關40。該對電子穿隧開關40包含一疊置式導電尖端32,及疊置式導電平面34。該等尖端32及平面34在y
方向上係彼此相隔一間距42。該等尖端32及平面34在z方向上係被一介電層44彼此隔開。
圖4A-4C例示圖3B所示的該數位觸發器20的一實施例,其中該對電子穿隧開關被建構來經歷多次閉合狀態,該等閉合狀態對應於該第一叉臂24在一單一振盪週期的期間相對於該框架12的多個參考位置。當該第一叉臂24在相對於該框架12的第一參考位置時,該等導電尖端32和該等導電平面34相匹配且該數位觸發器20是在閉合狀態,使得一電流脈衝可從該等尖端32通過到達該等平面34,如箭頭所示。該等導電尖端32彼此對準於z
方向上且在z方向上彼此分隔一距離d 1
。該等導電平面34亦彼此對準於z
方向上且在z
方向上彼此分隔一距離d 1
。
當該第一叉臂24位在如圖4A所示的該第一參考位置(或零力量位置)時,一電流脈衝從每一穿隧尖端32跨越該間距42流至一對應的平面34。該數位觸發器20的此一實施例亦包含該第一叉臂24在相對於該框架12的第二及第三參考位置。當該第一叉臂24從該第一參考位置在z
方向上被移動+d 1
距離時,該第一叉臂24是在該第二參考位置,如圖4B所示。在該第二參考位置時,該
數位觸發器20是在閉合狀態,使得一電流脈衝可從兩個的尖端32中的下面一個尖端通過到達在兩個平面34中的上面一個平面。當該第一叉臂24在z
方向上被移動-d 1
距離時,該第一叉臂24是在該第三參考位置,如圖4C所示。在該第三參考位置時,該數位觸發器20是在閉合狀態,使得一電流脈衝可從兩個的尖端32中的上面一個尖端通過到達在兩個平面34中的下面一個平面。
圖5是一流程圖,其顯示圖2A-3B中的陀螺儀10如何被使用於時域慣性感測的一個例子。第一步驟46是驅動該音叉14的該第一及第二叉臂24及26,用以相對於該框架12振盪於x
方向上,使得該第一及第二叉臂24及26在它們各自的共振頻率振盪且彼此180°反相。第二步驟48係監測兩對電子穿隧尖端開關(electron-tunneling-tip switch)40的閉合狀態及打開狀態。第三步驟50為測量介於每一對開關40的閉合狀態之間的時間間隔,用以將該音叉14在該z方向上的偏移量(offset)特徵化。第四步驟52為藉由計算該音叉14在該z方向上的偏移量來決定作用在該音叉陀螺儀10上的柯氏力(Coriolis force)。一給定的叉臂在z
方向上的振盪振幅的計算可根據介於該叉臂的該對開關40的連續閉合狀態之間的時間間隔來實施。作用在一給定的叉臂上的柯氏力可被表達為:當該給定的叉臂的z
方向共振頻率和x
方向共振頻率兩者相匹配(match)時該給定的叉臂在z
方向上振動的振幅的改變。該柯氏力可被表達為:當該給定的叉臂的z
方向
共振頻率比該給定的叉臂的x
方向共振頻率大很多時該音叉14在z
方向上的共振振盪的z
方向偏移量。
圖6是該音叉14相對於框架12的位移的圖形。圖5中所示的該示範性以時域為主(time domain-based)的方法係關於感測一力量,且依賴測量該音叉14的偏斜(亦被稱為偏動),其亦可被特徵化為一驗證質量(proof mass)/以彈簧為主的(spring-based)振盪,其以頻率f drv
被驅動。在一種組態中,該振盪器的振盪是實質諧波的振盪。或者,該等振盪可以是實質非諧波的振盪(例如,不是完美的正弦波振盪)。
在典型的機構中,一諧波振盪器是一個系統,當其被移位離開其平衡位置時會感受到一回復力F
,它和該位移量x
成正比:F
=-kx
(公式1)。
如果該回復力是作用在該振盪器系統上的唯一力量的話,則該系統被稱為一簡諧振盪器,且它經歷簡諧運動,其被該平衡點附近的正弦振盪特徵化,其具有一定的振幅及一定的頻率f 0
(它和振幅無關):
其中:k
是彈簧常數;m
是振盪器質量;f 0
是振盪器共振頻率;及T 0
是振盪的相對應的週期。
在圖6所示的圖形中(“諧波”的變形),驅動頻率f drv
被建構成和該驗證質量/以彈簧為主的諧波振盪器的天然共振頻率f 0
(其造成該驗證質量的正弦波運動)相配(match),如跡線54所示。一被共振地驅動的系統典型地需要一高品質因子(Q
)振盪的驗證質量系統。然而,將被瞭解的是,對於此實施例而言,實際上可以共振地維持該振盪器的任何驅動訊號都可被使用。
在另一示範性實施例(未示出)中,該振盪器的該驗證質量可被“非共振地(off-resonance)”驅動,其尤其可提供振盪週期的精確控制,以及感測器精確度的控制。該等被非共振地驅動的系統典型地需要一低Q
振盪器。
在沒有任何外力時,該驗證質量軌線是以參考觸發點56為中心,如圖6所示。該驗證質量的振盪運動係使用“觸發”事件來測量,觸發事件是在該驗證質量通過觸發點時所產生的,該等觸發點係對應於預定的實體位置(譬如,圖4A-4C中所示的第一、第二、及第三參考位置)。該第一參考位置對應於中立(亦被稱為零力)點56。該第二參考位置對應於一正的觸發點58。該第三參考位置係對應於一負的觸發點60。在圖6的圖形中,觸發點58及60被建構在離該第一參考觸發點56相同的預定距離d 0
62(其亦被稱為觸發間隙或觸發間距)處。熟習此
技藝者將可瞭解的是,其它的觸發器組態亦可和本揭露內容相容,譬如不對稱的及/或多組的正及/或負的觸發點58,60。在一特定的變化例中,只使用一單一的觸發位置(例如,該第一參考位置56)。
在圖6的圖形中,該音叉/驗證質量的諧波振盪(如未受力的跡線54所示)造成觸發點56,58,60的每一者在每一完整的質量振盪循環中產生一對觸發事件,其分別被標記為圓圈64,三角形66,及方形68。
觸發事件64,66,68的計時係使用同一參考時脈(reference clock)來測量,且介於各個觸發點的連續交叉點之間的週期被計算。亦即,週期Tr1
(其以標號70來標記)是藉由將連續的觸發事件64的時間相減(其對應於該參考觸發點56的質量交叉點)來決定。週期Tr2
(其以標號72來標記)是藉由連續的觸發事件66的時間相減(其對應於該正的觸發點58的質量交叉點)來決定。週期Tr3
(其以標號74來標記)是藉由將連續的觸發事件68的時間相減(其對應於該參考點60的質量交叉點)來決定。
當該驗證質量受到一頻率為f ext
<f drv
的外力Fext
時,該驗證質量諧波振盪的平衡點即從該零力量參考位置被偏移。亦即,一作用在該驗證質量上的低頻力會造成該平衡點的低頻偏移(亦被稱為偏轉(deflection))。因為被施加的慣性力會影響簡諧振盪器的DC偏壓,所以就定義上而言它可免於其它會耦合至該諧波振盪器中的零平均頻率;亦即,任何以平均值(如,零)為中心的高頻振盪將
平均化至該平均值。
圖7是有外力存在時,音叉位移vs.時間的圖形。如跡線76所示,在有外力存在時,該驗證質量的振盪從零力振盪軌線被偏移。因此,該受力的振盪跡線76係以一水平線(其被標記為線78)為中心,其從該參考點56被偏移。
和參考圖6所描述的質量運動相類似地,該驗證質量在有外力存在時的諧波振盪(如,圖7中的跡線76)造成觸發點56,58,60的每一者在每一完整的質量振盪循環中產生一對觸發事件,其分別被標記為圓圈80,三角形82,及方形84。該外力作用在該振盪器內產生一偏移(偏位),其係藉由測量介於連續的觸發點(譬如圖7中的點80,82及84)之間的時間週期來偵測,這將於下文中詳細描述。
觸發事件80之被測量的時間被用來計算周期T1
(其被箭頭86標記),其對應於該參考觸發點56在該質量振盪的上行段的被施力的質量交叉點。週期T2
(其以箭頭88來標記)是藉由將連續的觸發事件82的時間相減來決定,且T2
對應於正的觸發點58的質量交叉點。週期T3
(其以箭頭90來標記)是藉由將連續的觸發事件84的時間相減來決定,且T3
對應於參考點60的質量交叉點。週期T4
(其以箭頭92來標記)是藉由將連續的觸發事件80的時間相減來決定且其對應於該參考觸發點56在該質量振盪的下行段的被施力的質量交叉點,如圖7所示。
在一示範性的方式中,介於連續的觸發事件之間之被測量的週期(即,T1
至T4
)被用來獲得該驗證質量偏離該參考點的偏轉量d
(在圖7中係用箭頭94來標示)的預估值。在該振盪最大值附近的驗證質量偏轉量d +
(在圖7中係用箭頭96來標示)係如下所界定之藉由將上行參考點交叉週期T1
和正的觸發點58交叉週期T2
結合來獲得:
其中:d 0
是介於參考觸發點和正的觸發點之間的距離(觸發間距):A+
是該等振盪在該振盪最大值的振幅:P是振盪的週期,其被界定為P=T1
+T3
;d +
是在該振盪最大值附近的驗證質量偏轉量預估值;T1
是上行參考點交叉週期;及T2
是該正的觸發點交叉週期。
類似地,在該振盪最小值附近的驗證質量偏轉量d _
(在圖7中係用箭頭98來標示)係如下所界定之藉由將上行參考點交叉週期T3
和負的觸發點交叉週期T4
結合來獲得:
其中:d 0
是該觸發間距:A_
是該等振盪在該振盪最小值的振幅:
P是振盪的週期,其被界定為P=T1
+T3
;d _
是在該振盪最小值附近的驗證質量偏轉量預估值;T3
是下行參考點交叉週期;及T4
是該負的觸發點交叉週期。
在一變化例中,兩個獨立的預估值d +
及d _
被用來提供該等振盪的每一循環中兩次的偏轉(deflection)測量(其可以是每半個循環一次,也可以不是每半個循環一次),因而改善感測器頻率反應。在另一變化例中,獨立的預估值d +
及d _
被結合以產生一平均化的偏轉d
,藉以降低測量短期誤差。在又另一變化例中,不同長度的一平均窗口(averaging window)被用來進一步改善測量精確度。
在依據公式3及4的偏轉預估值中,該振盪P的週期係每一振盪循環都被測量且週期T1
至T4
被界定於圖7中。應指出的是,該被計算出的偏轉量和振盪的振幅無關。
在一對於加速度力測量很有用的一個實施例中,和公式3及4推導出來的偏轉量相對應的加速度係如下地被獲得:
公式3及4的推導假設該外力在整個T1
至T4
的測量期間是固定不變的,這對於可使用這些公式正確地解出之外部力量的最高頻率給出了一極限值。因此,在一連續驅動訊號的例子中,選擇一比該被預期的施力頻率最大值還要高的驅動頻率f drv
是必要的:即,f ext
<f drv
。
如在公式3及4中見到的,該偏轉預估值使用介於參考事件T1
至T4
之間被測得的週期和被施力的振盪P的週期兩者間的比率。如果所有這些時間間距都是使用同一參考時脈來獲得的話,則該最終偏轉(及力的)預估值會有利地變成對時脈系統性誤差,譬如導因於老化、溫度、或其它環境改變的漂移(drift),不敏感。公式3及4的計算方法亦對於導因於溫度或其它環境影響的共振頻率的改變不敏感。
在本發明的另一實施例中,一時脈的抖動(jitter)或變動(如,不大於一次實施的半個時脈循環的等級)被有目的地導入該參考時脈中,使得被施加至該感測器之低頻慣性力可被時間平均化。已知的是,量子化雜訊或誤差無法被平均化;導入此抖動有利地減弱或消除此一量子化誤差,藉以允許有效的平均化(及提高該裝置的精確度)。
圖8A是音叉14相對於框架12的振盪振幅的圖形,其顯示描述於上文中的三個觸發點56,58及60。圖8B是觸發點56,58及60的部分圖像化表示。在觸發點58,有一個穿隧放電脈衝100從該音叉14通到該框架12。在觸發點56,有兩個穿隧放電脈衝102及103從該
音叉14通到該框架12。在觸發點60,有一個穿隧放電脈衝104從該音叉14通到該框架12。因為脈衝100,102,103及104的振幅會例如因為所施加的穿隧電壓(電壓雜訊)及/或穿隧距離的變化而有所不同,所以低雜訊電流放大器可被用來將該等放電脈衝放大至欄桿(rail)(即,該感測電路的最大電流程度值),用以分別產生經放大的脈衝106,108,109及110,其表現出實質矩形的形狀,如圖8B所示。雖然該振幅資訊被喪失掉,但該等經放大的方形脈衝106,108,109及110是有利的,其很適合和數位電路界接。
該音叉陀螺儀10提供一精巧、機械地孤立的設計,用以測量由該陀螺儀10的旋轉所造成的柯氏力。沿著該第一及第二叉臂24及26的長度旋轉將造成一柯氏力,其將叉臂升高或降低至原始平面(如,圖1所示的x-y平面)外,和叉臂震動90°反相。如果震動於該平面內或外的一給定的叉臂的共振頻率和該叉臂在該平面內振動的共振頻率相配的話,則該垂直震動的振幅應和被旋轉的總角度成正比。如果兩個正交的震動顯著地偏離彼此的共振的話,則該叉臂的垂直偏移將和旋轉的改變乘以(times)水平的叉臂速度成正比。
圖9是該陀螺儀10的一實施例的頂視圖,其中該數位位置觸發器20係位在該第一及第二叉臂24及26的自由端。在此實施例中,該導電平面34的一邊緣112被彎曲,使得當該等叉臂振動於x方向上時,該間隙
42的大小維持實質上一樣。
圖10該陀螺儀10的一實施例的側剖面圖,該陀螺儀進一步包含一第三驅動器114,其被建構來驅動該音叉14,用以相對於該框架12振動於z方向上。該陀螺儀10的此實施例亦包含一覆蓋晶圓116、一整合式框架/底座晶圓組件118、及一黏合層120。
圖11是在一段時間內導電尖端32在z方向上的位移相對於圖2A-2B所示的數位觸發器20的一者的導電平面34的圖形。在圖11中,該數位觸發器20耦合至其上的該叉臂的x方向共振及z方向共振是相配的(matched)。如果一給定的叉臂的z方向共振頻率和其x方向的共振頻率相配的話,則導因於該框架12繞著y軸旋轉的柯氏力將耦合至該共振振盪中且將被表現為該給定的叉臂在z方向上的振盪的振幅的改變。該長的虛線代表該給定的叉臂在z方向上相對於該框架12的早以存在的振盪。該實線代表給定的叉臂相對於該框架12的x方向位移。該點線代表該給定的叉臂相對於該框架12在z方向上的總位移。該點-虛-點線代表該給定的叉臂因為該柯氏力而相對於該框架12在z方向上的位移。
圖12是該等導電尖端32相對於圖2A-2B中所示的數位觸發器20的一者的導電平面34的z方向位移vs.該等導電尖端32相對於導電平面34的x方向位移的圖形。在圖12中,其上耦合了該數位觸發器20的該叉臂的x方向共振及z方向共振係相配的。圖12中的實線代
表該給定的叉臂相對於該框架12的總位移。圖12中的虛線代表該給定的叉臂因為該柯氏力而相對於該框架12的位移。
圖13類似於圖11是在一段時間內導電尖端32在z方向上的位移相對於圖2A-2B所示的數位觸發器20的一者的導電平面34的圖形。然而,圖13不同於圖11之處係在於,在圖13中其上耦合了該數位觸發器20的該叉臂的x方向共振及z方向共振是不相配的,而是該叉臂在z方向上的共振頻率比在x方向上的共振頻率大很多。在此情況中,該柯氏力可藉由計算一之前被初始的共振z方向振盪的z方向偏移量來決定。該叉臂的最初的垂直及水平共振振盪可藉由使用電容性的施力產生一初始的垂直及水平位移來誘發。除了電容性施力之外,該初始的共振z方向振盪亦可用一共振音(resonant tone)產生器或任何其它施力機構來造成。藉由把來自兩個(震動於x方向上180°反相的)叉臂的結果平均化,非旋轉的加速度效果可從該測量中被預估出來。圖13中的實線代表該給定的叉臂在z方向上相對於該框架12之早已存在的振盪。圖13中的點-虛-點線代表該給定的叉臂相對於該框架12的x方向位移。圖13中的點線代表該給定的叉臂在z方向上相對於該框架12的總位移。圖13中的虛線代表該給定的叉臂因為該柯氏力而相對於該框架12在z方向上的位移。
圖14是該等導電尖端32相對於圖2A-2B中
所示的數位觸發器20的一者的導電平面34的z方向位移vs.該等導電尖端32相對於導電平面34的x方向位移的圖形,其中該數位觸發器20耦合於其上的該叉臂的x方向共振及z方向共振是不相配的。圖14中的實線代表該給定的叉臂相對於該框架12的總位移。圖14中的點線代表該給定的叉臂因為該柯氏力而相對於該框架12的位移。
圖15A-15B為該陀螺儀10的一實施例的立體圖。在此實施例中,該數位位置觸發器20係位在該底座22的遠端30的相反側上。雖然有四個數位觸發器20被顯示在圖15A-15B中,但應被理解的是,至少兩個的任何數量的數位開關20可被使用於該陀螺儀10上,且該四個數位觸發器20只是代表一示範性實施例。在此實施例中,當一導因於柯氏力122的扭矩被施加至該音叉14上時,該底座扭轉並造成該底座22的遠端30和該框架12(未示於圖15A-15B中)之間的相對運動,使得作用在兩個叉臂上的該等柯氏力可被結合成一個時域測量。在此實施例中,每一數位觸發器20的一半可被安裝在該底座22的遠端30,如圖15A-15B所示,而每一數位觸發器20之相對應的另一半則被安裝在該框架12(未示出)。該數位觸發器20的每個一半都包含一z方向堆疊式電子穿隧尖端套組。圖15B顯示該底座22的形狀可以如何被改變,用以根據所想要的操作模式來將該音叉14的旋轉共振頻率調整成和該柯氏力相配或不相配。
圖16是該陀螺儀10的一實施例的立體圖,
其中該音叉14更包含第一及第二臂124及126,其分別具有近端及遠端128及130。該第一及第二臂124及126的近端128被耦合至該底座30的遠端。該位置觸發器20被設置在該第一及第二臂124及126的遠端130。該第一及第二叉臂24及26受到振盪驅動力132,使得該第一及第二叉臂24及26在它們各自的共振頻率振盪且彼此180°反相。當該陀螺儀10受到一繞著y軸的旋轉,柯氏力122造成該第一及第二叉臂的偏轉,這接著亦造成該音叉14的扭轉。該音叉14的扭轉造成該第一及第二臂124及126的遠端130的位移,這可被數位觸發器20測量。
圖17是該陀螺儀10的一實施例的立體圖,其中該音叉14更包含第三及第四臂134及136。圖17亦顯示該數位觸發器20的另一方位。
從該陀螺儀10的上面的描述中明顯的是,許多技術可被用來實施該陀螺儀10的概念而不偏離其範圍。該等被描述的實施例在所有方面都應被視為是舉例性質而不是限制性質。同樣應被瞭解的是,該陀螺儀10並不侷限於描述於本文中的特定實施例,而是在不偏離申請專利範圍的範圍下可以有許多實施例。
10‧‧‧音叉陀螺儀
12‧‧‧框架
14‧‧‧音叉
16‧‧‧第一驅動器
18‧‧‧第二驅動器
20‧‧‧數位(位置)觸發器
22‧‧‧底座
24‧‧‧第一叉臂
26‧‧‧第二叉臂
28‧‧‧近端
30‧‧‧遠端
Claims (20)
- 一種陀螺儀,其包含:一框架;一音叉,其包含一底座及第一和第二叉臂(prong),其中該底座具有近端及遠端,及其中該近端被耦合至該框架且該遠端被耦合至該第一及第二叉臂;第一及第二驅動器,其被建構來分別驅動該第一及第二叉臂,用以讓它們相對於該框架振盪於一第一方向上,使得該等叉臂在它們各自的共振頻率振盪且彼此180°反相(out of phase);至少兩個數位位置觸發器(trigger),其***作性地耦合至該框架及該音叉,其中每一位置觸發器被建構來在該音叉在一第二方向的每一振盪期間經歷至少兩個觸發事件,其中該第二方向和該第一方向正交;及一參考時脈,其被建構來藉由將該至少兩個觸發事件的連續觸發事件的時間相減來決定一時間週期。
- 如申請專利範圍第1項之陀螺儀,其更包含一第三驅動器,其被建構來驅動該音叉的一叉臂,用以相對於該框架振盪於該第二方向上。
- 如申請專利範圍第1項之陀螺儀,其中每一位置觸發器包含一對堆疊於第二方向的電子穿隧尖端開關,其中每一對電子穿隧尖端開關包含:至少兩個導電的且安裝在該音叉上的元件,其彼此對齊且電絕緣於該第二方向上;及 至少兩個導電的且安裝在該框架上的元件,其彼此對齊且電絕緣於該第二方向上,使得當該等安裝在該音叉上的元件的至少一者和該等安裝在該框架上的元件的一者對齊而產生一閉合狀態時,即發生一觸發事件,其中電子從該給定的安裝在該音叉上的元件跨越一間隙穿隧(tunnel)至與其對齊之安裝在該框架上的元件。
- 如申請專利範圍第3項之陀螺儀,其中該等位置觸發器被設置在該第一及第二叉臂的遠端。
- 如申請專利範圍第4項之陀螺儀,其中當該第一叉臂或第二叉臂的一者是在相對於該框架的一零力量位置時,該等給定的叉臂的電子穿隧尖端開關的至少兩者是在閉合狀態。
- 如申請專利範圍第4項之陀螺儀,其中該等位置觸發器的該等安裝在該框架上的元件是導電平面,其被建構成使得在觸發事件期間,電子從該等安裝在該音叉上的元件的一者穿隧至該等導電平面的一者的邊緣。
- 如申請專利範圍第6項之陀螺儀,其中該等導電平面的邊緣被彎曲,使得當該等叉臂振盪於第一方向上時,該間距的大小保持不變。
- 如申請專利範圍第3項之陀螺儀,其中該等位置觸發器係設置在該底座的遠端的相反側上。
- 如申請專利範圍第8項之陀螺儀,其中該音叉更包含第一及第二臂,其具有近端及遠端,其中該第一及第二臂的近端被耦合至該底座的遠端,及其中該等位置觸發器 係設置在該第一及第二臂的遠端。
- 一種將時域音叉陀螺儀用於慣性感測的方法,其包含下列步驟:驅動該音叉陀螺儀的一音叉的第一及第二叉臂,用以相對於該音叉陀螺儀的框架振盪於第一方向上,使得該等叉臂在它們各自的共振頻率振盪且彼此180°反相;監測兩對堆疊於第二方向的電子穿隧尖端開關(electron-tunneling-tip switch)的閉合狀態及打開狀態,其中該第二方向和該第一方向正交,且其中每一對開關係***作地耦合至該框架及該音叉,使得在該音叉每一次振盪於該第二方向上的期間,每一對開關通過至少兩個閉合狀態;測量介於每一對開關的閉合狀態之間的時間間隔,用以將該音叉在該第二方向上的偏移量(offset)特徵化;及藉由計算該音叉在該第二方向上的偏移量來決定作用在該音叉陀螺儀上的柯氏力。
- 如申請專利範圍第10項之方法,其中該兩對堆疊於第二方向的電子穿隧尖端開關被安裝在該音叉之該叉臂和該音叉的一底座相接合的區段。
- 如申請專利範圍第10項之方法,其中該兩對堆疊於第二方向的電子穿隧尖端開關的其中一者被安裝在每一叉臂的遠端。
- 如申請專利範圍第12項之方法,其更包含根據介於該叉臂開關對的連續的閉合狀態之間的時間間隔計算出 一給定的叉臂在該第二方向上的振盪振幅的步驟。
- 如申請專利範圍第13項之方法,其更包含驅動該等叉臂,用以相對於該框架振盪於該第二方向上的步驟。
- 如申請專利範圍第13項之方法,其中該柯氏力被表示為當一給定的叉臂的第二方向共振頻率和第一方向共振頻率兩者相匹配時,該給定的叉臂的第二方向振盪的振幅的改變。
- 如申請專利範圍第15項之方法,其中該柯氏力被表示為當該音叉在第二方向的共振頻率比該叉臂在第一方向的共振頻率大很多時,該音叉在第二方向上的共振振盪的第二方向偏移量。
- 一種音叉陀螺儀,其包含:一框架;一音叉,其包含一底座及第一和第二叉臂,其中該底座的近端被耦合至該框架及其中該第一及第二叉臂的近端被耦合至該底座的遠端;一第一驅動器,其***作地耦合至該第一叉臂,使得該第一驅動器被建構來驅動該第一叉臂,用以在該第一叉臂的共振頻率下相對於該框架振盪於第一方向上;一第二驅動器,其***作地耦合至該第二叉臂,使得該第二驅動器被建構來驅動該第二叉臂,用以在該第二叉臂的共振頻率且和該第一叉臂180°反相下相對於該框架振盪於第一方向上;一第一對電子穿隧尖端開關,其***作地耦合至該框 架及該音叉上的一第一位置,使得該第一對開關被建構來在該音叉相對於該框架在第二方向上的一完整的振盪期間,從一打開的狀態切換至一閉合的狀態至少兩次;及一第二對電子穿隧尖端開關,其***作地耦合至該框架及該音叉上的一第二位置,使得該第二對開關被建構來在該音叉相對於該框架在第二方向上的一完整的振盪期間,從一打開的狀態切換至一閉合的狀態至少兩次。
- 如申請專利範圍第17項之陀螺儀,其中該第一及第二位置是在該底座的遠端靠近該第一及第二叉臂分別耦合至該底座處。
- 如申請專利範圍第17項之陀螺儀,其中該音叉更包含第一及第二臂,其具有近端及遠端,其中該第一及第二臂的近端被耦合至該底座的遠端,使得該第一及第二臂在該第一方向上從該底座突伸出並和該第一及第二叉臂正交,及其中該第一及第二位置係分別在該第一及第二臂的遠端上。
- 如申請專利範圍第17項之陀螺儀,其中該第一及第二叉臂的每一者進一步包含一遠端,其和該框架的一邊緣相隔一間距,及其中該框架的該邊緣被彎曲,使得當該等叉臂振盪於該第一方向上時,該間距的大小被保持不變,及其中該第一及第二位置係分別在該第一及第二叉臂的遠端上。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/610,618 US8991250B2 (en) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | Tuning fork gyroscope time domain inertial sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201418668A TW201418668A (zh) | 2014-05-16 |
TWI512268B true TWI512268B (zh) | 2015-12-11 |
Family
ID=50231852
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW102132576A TWI512268B (zh) | 2012-09-11 | 2013-09-10 | 陀螺儀以及將時域音叉陀螺儀用於慣性感測的方法 |
TW104131831A TW201616096A (zh) | 2012-09-11 | 2013-09-10 | 陀螺儀以及將時域音叉陀螺儀用於慣性感測的方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW104131831A TW201616096A (zh) | 2012-09-11 | 2013-09-10 | 陀螺儀以及將時域音叉陀螺儀用於慣性感測的方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8991250B2 (zh) |
EP (1) | EP2895821A4 (zh) |
TW (2) | TWI512268B (zh) |
WO (1) | WO2014043141A2 (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9705450B2 (en) | 2011-06-24 | 2017-07-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus and methods for time domain measurement of oscillation perturbations |
US20140301121A1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-09 | Anam Nanotechnology, Inc. | Tunneling Electric Contacts And Related Methods, Systems And Applications |
EP3161415A2 (en) | 2014-06-26 | 2017-05-03 | Lumedyne Technologies Incorporated | System and methods for determining rotation from nonlinear periodic signals |
US9449891B1 (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Proximity switch fabrication method using angled deposition |
CN107636473B (zh) | 2015-05-20 | 2020-09-01 | 卢米达因科技公司 | 从非线性的周期性信号中提取惯性信息 |
WO2017004443A2 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Lumedyne Technologies Incorporated | Z-axis physical proximity switch |
US9577633B1 (en) | 2016-06-17 | 2017-02-21 | The United States Of America As Represented By Secretary Of The Navy | Capacitive charge triggered proximity switch for use with time domain switched inertial sensors |
US10234477B2 (en) | 2016-07-27 | 2019-03-19 | Google Llc | Composite vibratory in-plane accelerometer |
US9977046B2 (en) | 2016-08-08 | 2018-05-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Pinch contact switch for determining bending surface states |
CN108279022A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-07-13 | 众米智能科技(深圳)有限公司 | 智能手势识别***、具有该***的婴儿勺叉及实现方法 |
JP2021067624A (ja) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | セイコーエプソン株式会社 | 慣性計測装置、電子機器及び移動体 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101339031A (zh) * | 2007-07-06 | 2009-01-07 | 爱普生拓优科梦株式会社 | 振动陀螺仪 |
CN101416027A (zh) * | 2006-04-26 | 2009-04-22 | 株式会社村田制作所 | 振动陀螺仪 |
TW201040534A (en) * | 2009-03-02 | 2010-11-16 | Vti Technologies Oy | Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity |
TW201221907A (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-01 | Seiko Epson Corp | Vibrator element, sensor unit, electronic apparatus, manufacturing method of vibrator element, and manufacturing method of sensor unit |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5023503A (en) | 1990-01-03 | 1991-06-11 | Motorola, Inc. | Super high frequency oscillator/resonator |
WO1993000589A1 (en) * | 1991-06-25 | 1993-01-07 | Sundstrand Corporation | Coriolis rate sensor using tunnel-effect displacement sensor |
US5596194A (en) * | 1994-08-19 | 1997-01-21 | Hughes Aircraft Company | Single-wafer tunneling sensor and low-cost IC manufacturing method |
US5729075A (en) * | 1995-06-12 | 1998-03-17 | National Semiconductor Corporation | Tuneable microelectromechanical system resonator |
DE19528961C2 (de) * | 1995-08-08 | 1998-10-29 | Daimler Benz Ag | Mikromechanischer Drehratensensor (DRS) und Sensoranordnung |
EP1050743A3 (en) * | 1999-05-07 | 2003-08-13 | Alps Electric Co., Ltd. | Tuning fork gyroscope |
US6289733B1 (en) | 1999-05-12 | 2001-09-18 | Hughes Electronics Corporation | Planar vibratory gyroscopes |
EP1083404B1 (en) * | 1999-09-08 | 2008-01-30 | Alps Electric Co., Ltd. | Gyroscope and input apparatus using the same |
JP3771100B2 (ja) * | 2000-01-19 | 2006-04-26 | アルプス電気株式会社 | 静電容量検出型センサおよびジャイロスコープならびに入力装置 |
US6555404B1 (en) | 2000-08-01 | 2003-04-29 | Hrl Laboratories, Llc | Method of manufacturing a dual wafer tunneling gyroscope |
US6674141B1 (en) | 2000-08-01 | 2004-01-06 | Hrl Laboratories, Llc | Single crystal, tunneling and capacitive, three-axes sensor using eutectic bonding and a method of making same |
SG103276A1 (en) | 2001-01-03 | 2004-04-29 | Inst Materials Research & Eng | Vibratory in-plane tunnelling gyroscope |
JP4147784B2 (ja) * | 2001-10-09 | 2008-09-10 | 富士通株式会社 | 角速度センサ |
US20030214762A1 (en) * | 2002-05-14 | 2003-11-20 | Manish Sharma | Magnetic field detection sensor |
FR2859528B1 (fr) | 2003-09-09 | 2006-01-06 | Thales Sa | Gyrometre micro-usine a double diapason et a detection dans le plan de la plaque usinee |
JP4144495B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2008-09-03 | 株式会社村田製作所 | 角速度センサ |
JP4433747B2 (ja) | 2003-09-29 | 2010-03-17 | 株式会社村田製作所 | 角速度検出装置 |
WO2006039561A2 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | University Of Southern California | Silicon inertial sensors formed using mems |
JP4658625B2 (ja) * | 2005-01-25 | 2011-03-23 | 日本電波工業株式会社 | 角速度センサ及びその製造方法 |
WO2006126253A1 (ja) | 2005-05-24 | 2006-11-30 | Japan Aerospace Exploration Agency | ジャイロスコープ |
US8338728B2 (en) | 2008-10-01 | 2012-12-25 | Clean Energy Labs, Llc | Nanoelectromechanical tunneling current switch systems |
JP4778548B2 (ja) * | 2008-12-17 | 2011-09-21 | 日本電波工業株式会社 | 圧電フレーム、圧電デバイス及び圧電フレームの製造方法 |
US8427249B1 (en) * | 2011-10-19 | 2013-04-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Resonator with reduced acceleration sensitivity and phase noise using time domain switch |
US8490462B2 (en) * | 2011-10-26 | 2013-07-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Auto-ranging for time domain inertial sensor |
US8650955B2 (en) * | 2012-01-18 | 2014-02-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Time domain switched gyroscope |
-
2012
- 2012-09-11 US US13/610,618 patent/US8991250B2/en active Active
-
2013
- 2013-09-10 WO PCT/US2013/059088 patent/WO2014043141A2/en active Application Filing
- 2013-09-10 EP EP13837465.7A patent/EP2895821A4/en not_active Withdrawn
- 2013-09-10 TW TW102132576A patent/TWI512268B/zh not_active IP Right Cessation
- 2013-09-10 TW TW104131831A patent/TW201616096A/zh unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101416027A (zh) * | 2006-04-26 | 2009-04-22 | 株式会社村田制作所 | 振动陀螺仪 |
CN101339031A (zh) * | 2007-07-06 | 2009-01-07 | 爱普生拓优科梦株式会社 | 振动陀螺仪 |
TW201040534A (en) * | 2009-03-02 | 2010-11-16 | Vti Technologies Oy | Vibrating micro-mechanical sensor of angular velocity |
TW201221907A (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-01 | Seiko Epson Corp | Vibrator element, sensor unit, electronic apparatus, manufacturing method of vibrator element, and manufacturing method of sensor unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014043141A2 (en) | 2014-03-20 |
TW201616096A (zh) | 2016-05-01 |
TW201418668A (zh) | 2014-05-16 |
EP2895821A4 (en) | 2016-08-24 |
WO2014043141A3 (en) | 2015-07-16 |
US20140069188A1 (en) | 2014-03-13 |
US8991250B2 (en) | 2015-03-31 |
EP2895821A2 (en) | 2015-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI512268B (zh) | 陀螺儀以及將時域音叉陀螺儀用於慣性感測的方法 | |
JP5960257B2 (ja) | 振動摂動の時間領域測定のための装置および方法 | |
US8683862B2 (en) | Oscillation apparatus with atomic-layer proximity switch | |
US9631928B2 (en) | Gyroscope structure and gyroscope with improved quadrature compensation | |
US8490462B2 (en) | Auto-ranging for time domain inertial sensor | |
CN106052667B (zh) | 振动陀螺仪中谐振器和科里奥利轴控制的***、装置、方法 | |
JP6363638B2 (ja) | 振動マスジャイロスコープシステムおよび方法 | |
TWI497078B (zh) | 用於形成、提供、和使用面內單塊慣性裝置以決定旋轉和加速度的系統和方法 | |
US10309782B2 (en) | Quality factor estimation for resonators | |
US9128496B2 (en) | Auto-ranging for time domain extraction of perturbations to sinusoidal oscillation | |
JP5875844B2 (ja) | ピエゾ電気駆動部を備えるmems振動ビーム加速度計 | |
US11808573B2 (en) | MEMS gyroscope with calibration of the scale factor in real time and calibration method thereof | |
JP2015507752A (ja) | 時間領域切り替えジャイロスコープ | |
JP5294142B2 (ja) | 振動ジャイロセンサ | |
JP6213133B2 (ja) | Mems構造体、角速度センサ及びバネ定数調整方法 | |
Eichholz et al. | HDL-A-model of a micromachined tuning fork gyroscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |