世界上最小的陀螺仪——爱普生石英晶体陀螺仪
2010-05-07 20:42
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世界上最小的陀螺仪——爱普生石英晶体陀螺仪
凭借世界最小陀螺仪在2004年诞生,爱普生在石英器件上的事业有了决定性的扩张。自从1969年第一块石英手表发明以来,爱普生一直领导石英谐振器应用之产业。石英谐振器用在钟、手表以及电脑、手机和消费电子等需要精确时间操作的地方。现在,自XV-3500CB角速度陀螺传感器始,爱普生又在影响着传感器领域。XV-3500CB起初用于修正手持数字相机或录像机的晃动。(图一)
图一、陀螺仪的应用:图像稳定、游戏机、手机、汽车导航、汽车稳定控制等。
爱普生陀螺仪可以工作在零下20度到零上80度,工作电流2.1毫安,电压2.7到3.3伏特。睡眠模式下能耗极低。最雷人的是它的尺寸仅5×3.2×1.3毫米,或者20.8立方毫米。(图二)
图二、爱普生石英晶体陀螺仪的尺寸
图三、爱普生石英晶体陀螺仪XV系列。
图四、爱普生石英晶体陀螺仪的一个新应用——气垫船的方向控制。
图五、爱普生石英晶体陀螺仪的应用电路。灵敏度0.67毫伏每度每秒。
爱普生石英晶体陀螺仪是平面结构,既可以做得很薄,也可以改进稳定性。它利用了了石英晶体的压电效应。当压力加到石英晶体上时会产生电压。反过来,当交流电加到石英晶体上时,它就会振动。整个结构封装在真空中以减小阻尼。关键部件是两个T形臂。沿着T形臂的是一些沟槽,它们有效地增加了压电效应,尤其是在缩小尺寸后。整个结构设计成对称型,有利于增加平衡性和降低系统震动。
当交变电流施加到陀螺仪T形臂得横向条块上时,两个T形臂就会相向或者向背运动从而振动起来。这是陀螺仪的驱动模式。此时,如果陀螺仪转动起来,一个垂直于振动方向和旋转轴的力——科里奥利力就会产生,它使得中央的传感物块上下振动起来,从而产生正比于转动角速度的电流。这个电流被放大成电压,被送到驱动器来调整照相机镜头、或者被送到其它器件来抵消相机的移动。图六是爱普生石英晶体陀螺仪的工作原理,图七是网友提供的爱普生石英晶体陀螺仪的解剖照片。(曹志良)
图六、爱普生石英晶体陀螺仪的工作原理。
(a)
(b)
(c)
图七、爱普生石英晶体陀螺仪的解剖照片(a,b,c均由网友提供)。
凭借世界最小陀螺仪在2004年诞生,爱普生在石英器件上的事业有了决定性的扩张。自从1969年第一块石英手表发明以来,爱普生一直领导石英谐振器应用之产业。石英谐振器用在钟、手表以及电脑、手机和消费电子等需要精确时间操作的地方。现在,自XV-3500CB角速度陀螺传感器始,爱普生又在影响着传感器领域。XV-3500CB起初用于修正手持数字相机或录像机的晃动。(图一)
图一、陀螺仪的应用:图像稳定、游戏机、手机、汽车导航、汽车稳定控制等。
爱普生陀螺仪可以工作在零下20度到零上80度,工作电流2.1毫安,电压2.7到3.3伏特。睡眠模式下能耗极低。最雷人的是它的尺寸仅5×3.2×1.3毫米,或者20.8立方毫米。(图二)
图二、爱普生石英晶体陀螺仪的尺寸
图三、爱普生石英晶体陀螺仪XV系列。
图四、爱普生石英晶体陀螺仪的一个新应用——气垫船的方向控制。
图五、爱普生石英晶体陀螺仪的应用电路。灵敏度0.67毫伏每度每秒。
爱普生石英晶体陀螺仪是平面结构,既可以做得很薄,也可以改进稳定性。它利用了了石英晶体的压电效应。当压力加到石英晶体上时会产生电压。反过来,当交流电加到石英晶体上时,它就会振动。整个结构封装在真空中以减小阻尼。关键部件是两个T形臂。沿着T形臂的是一些沟槽,它们有效地增加了压电效应,尤其是在缩小尺寸后。整个结构设计成对称型,有利于增加平衡性和降低系统震动。
当交变电流施加到陀螺仪T形臂得横向条块上时,两个T形臂就会相向或者向背运动从而振动起来。这是陀螺仪的驱动模式。此时,如果陀螺仪转动起来,一个垂直于振动方向和旋转轴的力——科里奥利力就会产生,它使得中央的传感物块上下振动起来,从而产生正比于转动角速度的电流。这个电流被放大成电压,被送到驱动器来调整照相机镜头、或者被送到其它器件来抵消相机的移动。图六是爱普生石英晶体陀螺仪的工作原理,图七是网友提供的爱普生石英晶体陀螺仪的解剖照片。(曹志良)
图六、爱普生石英晶体陀螺仪的工作原理。
(a)
(b)
(c)
图七、爱普生石英晶体陀螺仪的解剖照片(a,b,c均由网友提供)。
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