压电晶体陀螺(第一部分)

摘要

本文介绍应用压电现象和哥氏力来敏感旋转速率的压电晶体陀螺,因其是以元件的固体性能来测量角速率,故又称固态压电晶体陀螺。它消除了普通陀螺的旋转部份,成功地解决了长寿命和高可靠性问题,是陀螺发展史上的一次革命。它已成功地在飞机的控制系统中试用过,亦有可能在洲际导弹的控制系统中使用。当使用精密的积分器时,它能提供在驾驶间前面显示器中姿态参考的功能。灵敏限为0.001度/秒的压电晶体陀螺还可考虑用于卫星姿态控制。压电晶体陀螺有振梁式,圆管式,音叉式、圆盘式……等多种结构,这里重点介绍振梁式压电晶体陀螺。振梁式压电晶体陀螺的基本元件是一根两端自由梁,在梁的两个节点处支撑,用贴在梁表面的压电换能器（驱动换能器）使梁在驱动平面产生基波弯曲振动,由于输入角速率引起的哥氏力所产生的梁振动的变化,用与驱动平面正交的读出面内的换能器（读出换能器）检测,并用电路放大和解调压电晶体陀螺的电压输出。本文介绍压电晶体陀螺的国外研究动态、工作原理、结构设计和制作工艺的一般情况。