具有音叉陀螺仪结构的双轴偏航率感测单元

摘要

一种双轴音叉陀螺仪包括四个可扩展音叉，将所述四个可扩展音叉共面地设置为两个相对的对，将可扩展音叉的第一对设置为沿着第一轴而彼此相对，将可扩展音叉的第二对设置为沿着第二轴而彼此相对，所述第一轴和第二轴相互垂直。四个可扩展音叉机械地耦合到一起，以使得所有四个音叉在频率和相位上以相同的方式振动。

权利要求

1.一种双轴偏航率传感器，包括：

四个可扩展音叉，将所述可扩展音叉共面地设置为两个相对的可扩展音叉对，将第一对可扩展音叉设置为沿着第一轴而彼此相对，将第二对可扩展音叉设置为沿着第二轴而彼此相对，所述第一轴和所述第二轴相互垂直；

至少一对驱动电极，将所述至少一对驱动电极设置为振动所述音叉中的至少一个；以及公共驱动单元，所述公共驱动单元以公共频率驱动所述至少一对驱动电极，其中，所述四个可扩展音叉机械地耦合到一起，以使得所有四个音叉在频率和相位上以相同的方式振动。

2.根据权利要求1所述的双轴偏航率传感器，还包括：锚，所述锚用于锚定所述音叉并且用作公共点，所述音叉在所述公共点处机械地耦合到一起。

3.根据权利要求1所述的双轴偏航率传感器，其中，所述至少一对驱动电极工作以产生静电力。

4.根据权利要求1所述的双轴偏航率传感器，其中，所述至少一对驱动电极工作以产生压电力。

5.根据权利要求1所述的双轴偏航率传感器，还包括：至少一对感测电极，所述至少一对感测电极工作以感测所述音叉中的至少一个的振动。

6.根据权利要求5所述的双轴偏航率传感器，还包括：公共感测单元，所述公共感测单元以所述公共频率处理来自所述至少一对感测电极的检测信号，所述检测信号表示两个轴向上的偏航率。

7.根据权利要求6所述的双轴偏航率传感器，其中，所述至少一对感测电极作为容性电极来工作。

8.根据权利要求6所述的双轴偏航率传感器，其中，所述至少一对感测电极作为压电电极来工作。

9.根据权利要求6所述的双轴偏航率传感器，其中，所述至少一对感测电极作为压阻电极来工作。

10.一种偏航率传感器，包括：

用于同时感测至少两个轴向上的所述偏航率的单个谐振结构，所述单个谐振结构包括至少四个可扩展音叉，所述至少四个可扩展音叉在公共点处机械地耦合到一起，以使得所有音叉在频率和相位上以相同的方式振动；

以及

单个驱动单元，所述单个驱动单元以公共频率振动所述音叉。

11.根据权利要求10所述的偏航率传感器，还包括：单个感测单元，所述单个感测单元以所述公共频率感测所述音叉同时在所述至少两个轴向上的所述振动。

12.根据权利要求10所述的偏航率传感器，还包括：多个感测单元，所述多个感测单元感测所述音叉的所述振动，每个所述感测单元感测在所述至少两个轴向其中之一上的所述偏航率。

13.一种偏航率传感器，包括：

多个可扩展音叉，所述多个可扩展音叉机械地耦合到一起，以使得所有音叉在频率和相位上以相同的方式振动；以及单个驱动单元，所述单个驱动单元以公共频率振动所述多个音叉。

14.根据权利要求13所述的偏航率传感器，还包括：单个感测单元，所述单个感测单元以所述公共频率感测所述音叉的同时在多于一个轴向上的所述振动。

15.根据权利要求13所述的偏航率传感器，其中，将所述多个可扩展音叉共面地设置为两个相对的可扩展音叉对，将第一对可扩展音叉设置为沿着第一轴而彼此相对，将第二对可扩展音叉设置为沿着第二轴而彼此相对，所述第一轴和所述第二轴相互垂直。

16.一种双轴偏航率传感器，包括：

MEMS结构，所述MEMS结构包括第一科里奥利部件、第二科里奥利部件、驱动所述第一科里奥利部件的第一驱动部件以及驱动所述第二科里奥利部件的第二驱动部件，所述第一驱动部件和所述第二驱动部件机械地耦合到一起，以使得每个所述第一驱动部件和所述第二驱动部件在频率和相位上以相同的方式振动；以及公共驱动结构，所述公共驱动结构驱动所述第一驱动部件和第二驱动部件。

17.根据权利要求16所述的双轴偏航率传感器，还包括：耦合到所述第一科里奥利部件和第二科里奥利部件的公共评估结构。

说明书

具有音叉陀螺仪结构的双轴偏航率感测单元

技术领域

[0001] 本发明涉及具有单个机械谐振结构的双轴偏航率感测单元。

背景技术

[0002] 图1表示针对移动物体100的振动偏航率传感器的工作原理以及科里奥利力，该力通过下列公式表示：

[0003] F＝2Ω×V

[0004] 其中，Ω是旋转坐标系XYZ的角速度矢量，并且V是移动物体100在旋转坐标系XYZ中的速度矢量。在这点上，如图1所示，移动物体100对于相对于旋转坐标系固定的观察者来说，沿与速度矢量V和角速度矢量Ω垂直的方向加速。

[0005] 在根据上述原理工作的微机电系统(MEMS)陀螺仪中，科里奥利力可以改变作用于包含在该MEMS陀螺仪中的微机械梁上的应力。例如，可以使用压电电子装置或压电电阻的原理测量该应力的改变。

[0006] 可以在大量应用中使用MEMS陀螺仪，包括诸如汽车类和消费类电子的应用。例如，MEMS陀螺仪可以用于电子稳定性计划、侧翻传感器、导航系统、计算机游戏输入装置、便携式摄像机稳定性、电子玩具等等。在这点上，使用集成电路(IC)制造技术和MEMS批处理可以提供低成本、高密度和高集成度的陀螺仪，所述陀螺仪比常规的大型、高成本应用中的机械式陀螺仪或光学陀螺仪更节约成本并且更方便。

[0007] 可以按照振动陀螺仪的方式操作MEMS陀螺仪。例如，Putty和Njan在1994年6月于Hilton Head Island，South Carolina出版的“Tech.Dig.Solid-State Sensor and Actuator Workshop(固态传感器和致动器研讨会技术文摘)第213页至220页中提到振动环形陀螺仪；Bernstein等人在1993年2月于Fort Lauderdale，Florida出版的“MEMS‘93”第143页至148页中提到音叉陀螺仪；以及Juneau等人在1997年6月于th
Chicago，Illinois出版的 “Tech.Dig.9 International Conference on Solid State Sensors and Actuators(transducers‘97)(第9届固态传感器和致动器国际会议(换能器‘97)第883页至886页中提到扭矩-振动陀螺仪。为了减小扭矩-振动MEMS陀螺仪的尺寸，希望使用最小数量的谐振结构来在多于一个方向上感测偏航率。然而，由于很难在两个正交方向上耦合振动模式，除了在Juneau等人的参考文献中提到的扭矩-振动磁盘陀螺仪之外，还没有使用单个音叉谐振器结构来感测多于一个轴偏航率的MEMS陀螺仪。 [0008] 为了在多于一个轴向上感测偏航率，可以在相同的芯片上放置两个单独的振动陀螺仪，设置每个陀螺仪以在两个正交方向的其中之一上感测偏航率。在这种情况下，由于制造工艺中固有的振动，即使两个相同制造的振动陀螺仪也不会具有完全相同的谐振频率。
因此，这样的系统需要两个单独的检测和控制电路。

[0009] 图8表示单轴系统800，其包括MEMS部分810和评估电子装置820。MEMS部分810包括驱动MEMS 811和科里奥利MEMS 812。评估电子装置820包括驱动电子装置821、科里奥利检测电子装置822和解调控制电路823。

[0010] 为了利用科里奥利效应，驱动电子装置821驱动MEMS部分810以在其谐振频率处以预定幅度进行谐振，其与移动物质的速度成比例并且产生将由科里奥利检测电子装置822进行测量的力。在这种情况下，驱动电子装置821设置有自动增益控制(AGC)。正如用于连接驱动MEMS 811和驱动电子装置821的虚线所指示的，该电路可以可选地在闭环中工作。

[0011] 科里奥利检测电子装置822测量由于科里奥利效应而产生的力。由于驱动MEMS811以驱动谐振频率振荡，该科里奥利信号是正好具有驱动谐振频率的AC信号。如果科里奥利谐振频率与驱动谐振频率完全相同，并且科里奥利MEMS的品质因数Q为高，则科里奥利信号应当具有高的信噪比。科里奥利检测电子装置822包括前端824、解调器825和LP
826。正如用于将科里奥利检测电子装置822连接到科里奥利MEMS 812的虚线所指示的，科里奥利检测电子装置822可以可选地在闭环中工作。

[0012] 解调控制电路823提供控制信号以使用具有驱动谐振频率的信号和适当的相位信息来解调科里奥利前端824的输出，以在科里奥利回路中过滤 出科里奥利信号。在这种情况下，可以使用锁相环(PLL)产生用于解调的控制信号。然而，这种锁相环会消耗相当大量的芯片面积和功率。尽管锁相环(PLL)的使用不是强制的，但是锁相环(PLL)可以取代额外的时钟单元。

[0013] 图9表示双轴系统900，其复制图8中单轴系统800的电子装置。通过这种复制，双轴系统900需要两个单独的驱动谐振频率，但是不能保证所述两个单独的驱动谐振频率相等。

发明内容

[0014] 本发明的示例性实施例提供一种示例性的双轴偏航率感测单元，该双轴偏航率感测单元基于单个机械谐振结构。即，与需要至少两个谐振结构以同时在两个轴向上感测偏航率的其它现有的振荡陀螺仪不同，本发明的示例性双轴偏航率感测单元可以仅使用单个谐振结构来同时在两个轴向上感测偏航率。

[0015] 可以仅使用一个掩模来制造本发明的示例性双轴偏航率感测单元。换句话说，一个掩模足以限定锚(anchor)、单个音叉及其耦合部件。该示例性双轴偏航率感测单元可以包括具有容性和/或压电元件的驱动结构以及具有容性、压电和/或压阻元件的感测结构。 [0016] 本发明的示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其包括四个可扩展音叉，将所述可扩展音叉共面地设置为两个相对的对，可扩展音叉的第一对设置为沿着第一轴而彼此相对，可扩展音叉的第二对设置为沿着第二轴而彼此相对，该第一轴和第二轴相互垂直，其中四个可扩展音叉机械地耦合到一起，以使得所有四个音叉在频率和相位上以相同的方式振动。

[0017] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其还包括锚定音叉并且用作公共点的锚，所述音叉在所述公共点处机械地耦合到一起。

[0018] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其还包括至少一对驱动电极，设置所述至少一对驱动电极以振动所述音叉中的至少一个。

[0019] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其还包括驱动单元，所述驱动单元以公共频率驱动所述至少一对驱动电极。

[0020] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其中所述至少一对驱动电极工作以产生静电力。

[0021] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其中所述至少一对驱动电极工作以产生压电力。

[0022] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器：其还包括至少一对感测电极，所述至少一对感测电极工作以感测所述音叉的至少一个的振动。 [0023] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其包括公共感测单元，所述公共感测单元以公共频率处理来自所述至少一对感测电极的检测信号，所述检测信号表示两个轴向上的偏航率。

[0024] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其中所述至少一对感测电极作为容性电极工作。

[0025] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其中所述至少一对感测电极作为压电电极工作。

[0026] 本发明的另一示例性实施例涉及一种双轴偏航率传感器，其中所述至少一对感测电极作为压阻电极工作。

[0027] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其包括单个谐振结构，所述单个谐振结构用于同时感测两个轴向上的偏航率，所述单个谐振结构包括四个可扩展音叉，所述四个可扩展音叉在公共点处机械地耦合到一起，以使得所有四个音叉在频率和相位上以相同的方式振动。

[0028] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其还包括单个驱动单元，所述单个驱动单元以公共频率振动所述音叉。

[0029] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其还包括单个感测单元，所述单个感测单元以公共频率感测所述音叉同时在所述两个轴向上的振动。 [0030] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其还包括两个感测单元，所述两个感测单元感测所述音叉的振动，该两个感测单元中的每一个感测单元感测在所述两个轴向之一上的偏航率。

[0031] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其包括多个可扩展音叉，所述多个可扩展音叉机械地耦合到一起，以使得所有音叉在频率 和相位上以相同的方式振动。

[0032] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其还包括单个驱动单元，所述单个驱动单元以公共频率振动所述多个音叉。

[0033] 本发明的另一示例性实施例还涉及一种偏航率传感器，其还包括单个感测单元，所述单个感测单元以公共频率感测所述音叉同时在多于一个轴向上的振动。 [0034] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其中将多个可扩展音叉共面地设置为两个相对的对，将第一对可扩展音叉设置为沿着第一轴而彼此相对，将第二对可扩展音叉设置为沿着第二轴而彼此相对，所述第一轴与所述第二轴相互垂直。 [0035] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其包括MEMS结构以及公共驱动结构，所述MEMS结构包括第一科里奥利部件、第二科里奥利部件、用于驱动第一科里奥利部件的第一驱动部件以及用于驱动第二科里奥利部件的第二驱动部件，所述第一驱动部件和第二驱动部件机械地耦合到一起，以使得每一个所述第一驱动部件和第二驱动部件都在频率和相位上以相同的方式振动，并且所述公共驱动结构驱动所述第一和第二驱动部件。

[0036] 本发明的另一示例性实施例涉及一种偏航率传感器，其还包括耦合到所述第一和第二科里奥利结构的公共评估结构。

附图说明

[0037] 图1表示关于移动物体的振动偏航率传感器的工作原理以及科里奥利效应。 [0038] 图2表示仅使用单个谐振结构来同时感测两个轴向上的偏航率的示例性偏航率感测单元的俯视图。

[0039] 图3表示图2中的示例性偏航率感测单元的示例性工作模式。

[0040] 图4A是根据容性原理工作的示例性偏航率感测单元的俯视图。 [0041] 图4B是图4A中的示例性偏航率感测单元的侧视图。

[0042] 图5A是根据压电原理工作的示例性偏航率感测单元的俯视图。 [0043] 图5B是图5A中的示例性偏航率感测单元的侧视图。

[0044] 图6A是根据压阻原理工作的示例性偏航率感测单元的俯视图。 [0045] 图6B是图6A中的示例性偏航率感测单元的侧视图。

[0046] 图7表示用于根据容性原理工作的示例性偏航率感测单元的示例性驱动和感测示意图。

[0047] 图8表示常规单轴系统。

[0048] 图9表示常规双轴系统，其复制图8中的单轴系统的电子装置。 [0049] 具体实施方式

[0050] 图10表示根据本发明示例性实施例的仅具有一个驱动电子装置并且仅具有一个用于解调的控制电路的双轴偏航率系统。

[0051] 图11表示根据本发明示例性实施例的仅使用用于科里奥利环路的一个前端以及复用器的双轴偏航率系统。

[0052] 根据本发明的示例性实施例，本发明的示例性双轴偏航率感测单元包括四个单独的可扩展(open-ended)音叉，可以分别沿着+X、-X、+Y和-Y方向对其进行设置。将该四个可扩展音叉机械地耦合在一起，以使得所有四个音叉在频率和相位上以相同的方式振动，而与它们的制造工艺偏差无关。在这点上，音叉机械地耦合到一起的点也可以用于锚定音叉。

[0053] 由于四个单独的可扩展音叉的对称和稳定拓扑，并且由于任意单独的叉振动将导致其它叉以完全相同的频率振动并且产生陀螺仪单元的基本运动，所以与其它现有的振动陀螺仪相比较，可以简化该示例性双轴偏航率感测单元的驱动和感测配置。例如，如果驱动设置为沿着-X轴方向的音叉(例如，振动的)，则设置为沿着+X、+Y和-Y轴方向的其它三个音叉将以相同的频率振动。或者，为了获得完好定义的相位，可以将两个音叉用作驱动音叉。例如，如果驱动设置为沿着-X方向的音叉和设置为沿着+Y轴向的音叉，则由于中央的机械耦合，其它两个设置为沿着+X和-Y轴向的音叉也将振动。因此，当驱动设置为沿着-X和+Y轴向的音叉时，其它两个设置为沿着+X和-Y方向的音叉用作感测音叉。对于信号检测，由于用于感测双向偏航率的元件以完全相同的频率振动，可以使用单个感测单元处理检测信号。

[0054] 图2表示仅使用单个谐振结构来同时感测两个轴向上的偏航率的示例 性偏航率感测单元200的俯视图。该示例性偏航率感测单元200包括设置为分别沿着+X、-X、+Y和-Y轴向的四个单独的音叉F1～F4。即，将单独的音叉F1设置为沿着+X轴向，将单独的音叉F2设置为沿着-X轴向，将单独的音叉F3设置为沿着+Y轴向，并且将单独的音叉F4设置为沿着-Y轴向。

[0055] 通过锚来使四个单独的音叉F1～F4在中间位置机械地耦合到一起，该锚可以将四个单独的音叉F1～F4固定到下层衬底。因此，四个单独的音叉F1～F4将严格地以相同的频率振动(至少作为实践方式)。因此，如果四个单独的音叉中的任意一个音叉振动，则其它三个音叉也将以相同的频率振动。

[0056] 根据本发明的示例性实施例，分别设置为沿着+X和-X轴向的两个单独的音叉F1和F2可以用于沿着X轴感测偏航率，并且分别设置为沿着+Y和-Y轴向的两个单独的音叉F3和F4可以用于沿着Y轴感测偏航率。根据本发明的另一示例性实施例，四个单独的音叉中的每一个都作为具有单独的驱动和感测电极的单独的陀螺仪进行工作。例如，驱动电极可以根据容性和/或压电原理进行工作。例如，感测电极可以根据容性、压电和/或压阻原理进行工作。

[0057] 图3表示图2中的示例性偏航率感测单元的示例性工作模式，其中音叉F1～F4振动以感测沿着X轴和Y轴的角速度。特别地，音叉F1和F2振动以感测沿着X轴的角速度Ωx，并且音叉F3和F4振动以感测沿着Y轴的角速度矢量Ωy。

[0058] 图4A和图4B分别是根据容性原理工作的示例性偏航率感测单元400的俯视图和侧视图。该示例性偏航率感测单元400包括四个单独的音叉F1～F4、驱动电极、感测电极和衬底。将四个单独的音叉F1～F4分别设置为沿着+X、-X、+Y和-Y轴向，并且通过锚将该四个单独的音叉F1～F4在中间位置处机械地耦合到一起，该锚可以将四个单独的音叉F1～F4固定到衬底。将驱动电极设置为成对地沿着四个单独的音叉F1～F4中每一个音叉的谐振结构的外侧。将感测电极设置为成对地位于四个单独的音叉F1～F4中每一个音叉的谐振结构的上方和下方。在这点上，可以将设置为位于每个谐振结构下方的感测电极直接置于该衬底上。设置为位于每个谐振结构上 方的感测电极是可选的。这里，感测电极相对于谐振结构的特定放置可以利于制造工艺和/或有助于噪声消除。例如，将感测电极置于谐振结构上方将利于简化制造工艺，而将感测电极置于谐振结构的上方和下方将有助于消除输出信号噪声。

[0059] 根据示例性实施例，驱动电极可以单独地工作以驱动单个音叉、两个正交的音叉和/或所有四个音叉。

[0060] 图5A和图5B分别是根据压电原理工作的示例性偏航率感测单元500的俯视图和侧视图。该示例性偏航率感测单元500包括四个单独的音叉F1～F4、驱动电极和感测电极。将四个设置为分别沿着+X、-X、+Y和-Y轴向，并且通过锚使该四个单独的音叉F1～F4在中间位置处机械地耦合到一起。将驱动电极设置为成对地沿着四个单独的音叉F1～F4中每一个音叉的谐振结构的外侧。将感测电极设置为成对地位于四个单独的音叉F1～F4中每一个音叉的谐振结构的上方和下方。设置为位于每个谐振结构上方的感测电极是可选的。

[0061] 根据示例性实施例，驱动电极可以单独地工作以驱动单个音叉、两个正交的音叉和/或所有四个音叉。感测信号可以来自所有四个单独的音叉F1～F4或仅来自两个正交的音叉。

[0062] 图6A和图6B分别是根据压阻原理工作的示例性偏航率感测单元600的俯视图和侧视图。该示例性偏航率感测单元600包括四个单独的音叉F1～F4和压电电阻。将四个单独的音叉F1～F4设置为分别沿着+X、-X、+Y和-Y轴向，并且通过锚使该四个单独的音叉F1～F4在中间位置处机械地耦合到一起。将压电电阻设置在四个单独的音叉F1～F4中每一个音叉的谐振结构的顶部或底部上。

[0063] 根据示例性实施例，使用静电力或压电力来驱动示例性偏航率感测单元600。通过压阻效应实现感测。

[0064] 图7表示根据容性原理工作的示例性偏航率感测单元的示例性驱动和感测示意图。这里仅需要一个驱动电路。

[0065] 图10表示仅具有一个驱动电子电路和一个用于解调的控制电路的示例性双轴偏航率系统1000，这降低了芯片空间需求和功率消耗。该示例性双轴偏航率系统1000包括MEMS结构或MEMS部分1010以及评估电子装置 1020。MEMS部分1010包括第一驱动MEMS1011a、第二驱动MEMS 1011b、第一科里奥利MEMS 1012a和第二科里奥利MEMS 1012b。在这点上，将第一驱动MEMS 1011a和第二驱动MEMS 1011b机械地耦合到一起以使得：如果驱动(即，振动)其中一个，则另一个也会以相同的谐振频率振动。评估电子装置1020包括驱动电子装置1021、第一科里奥利检测电子装置1022a、第二科里奥利检测电子装置1022b以及解调控制电路1023。

[0066] 驱动电子装置1021驱动MEMS部分1010(即，第一驱动MEMS 1011a和第二驱动MEMS 1011b)以使其处于其谐振频率处并且具有预定的幅度，以利用与移动物质的速度成比例并且产生力的科里奥利效应，通过第一和第二科里奥利检测电子装置1022a和1022b测量所述力。在这种情况下，驱动电子装置1021设置有自动增益控制(AGC)。用于连接第一驱动MEMS1011a和驱动电子装置1021的虚线指示出该电路可以可选地工作在闭环中。 [0067] 第一和第二科里奥利检测电子装置1022a和1022b测量由于科里奥利效应产生的力。由于第一驱动MEMS 1011a和第二驱动MEMS 1011b以相同的驱动谐振频率振动，科里奥利信号具有驱动谐振频率的AC信号。如果科里奥利谐振频率与驱动谐振频率相同并且科里奥利MEMS的品质因数Q高，则该科里奥利信号应该具有高的信噪比。第一和第二科里奥利检测电子装置1022a和1022b的每一个都包括前端1024a或1024b、解调器1025a或1025b以及LP 1026a或1026b。如用于将第一科里奥利检测电子装置1022a连接到第一科里奥利MEMS 1012a以及将第二科里奥利检测电子装置1022b连接到第二科里奥利MEMS
1012b的虚线所指示的，第一和第二科里奥利检测电子装置1022a和1022b可以可选地工作在闭环中。

[0068] 解调控制电路1023提供控制信号，以利用具有驱动谐振频率的信号和适当的相位信息来解调每个第一和第二科里奥利前端1024a和1024b的输出，以过滤出科里奥利环路中的科里奥利信号。在这种情况下，锁相环(PLL)可以用于产生用于解调的控制信号。 [0069] 图11表示仅使用用于科里奥利环路的一个前端以及复用器的示例性双轴偏航率系统1100，这是因为，如果两个驱动环路以相同的频率工作，则很容易实现前端之间的复用。该示例性双轴偏航率系统1100包括MEMS部分1110和评估电子装置1120。MEMS部分1110包括第一驱动MEMS 1111a、第二驱动MEMS 1111b、第一科里奥利MEMS 1112a和第二科里奥利MEMS 1112b。在这点上，第一驱动MEMS 111a和第二驱动MEMS 111b机械地耦合到一起以使得：如果驱动(即，振动)其中一个，则另一个也会以相同的谐振频率振动。评估电子装置1120包括驱动电子装置1121、科里奥利检测电子装置1122以及解调控制电路
1123。

[0070] 驱动电子装置1121驱动MEMS部分1110(即，第一驱动MEMS 1111a和第二驱动MEMS 1111b)以使其处于其谐振频率处并且具有预定的幅度，以利用与移动物质的速度成比例并且产生力的科里奥利效应，通过科里奥利检测电子装置1122测量所述力。在这种情况下，驱动电子装置1121设置有自动增益控制(AGC)。用于连接第一驱动MEMS 1111和驱动电子装置1121的虚线指示出该电路可以可选地工作在闭环中。

[0071] 科里奥利检测电子装置1122测量由于科里奥利效应而产生的力。由于第一驱动MEMS 1111a和第二驱动MEMS 1111b以相同的驱动谐振频率振动，科里奥利信号是具有驱动谐振频率的AC信号。如果科里奥利谐振频率与驱动谐振频率相同并且科里奥利MEMS的品质因数Q高，则该科里奥利信号应该具有高的信噪比。科里奥利检测电子装置1122包括复用器1127、前端1124、解复用器1128、第一解调器1125a、第二解调器1125b、第一LP1126a和第二LP 1126b。如用于将科里奥利检测电子装置1122连接到每个第一和第二科里奥利MEMS 1112a和1112b的虚线所指示的，该科里奥利检测电子装置1122可以可选地工作在闭环中。

[0072] 解调控制电路1123提供控制信号，以利用具有驱动谐振频率的信号和适当的相位信息来解调科里奥利前端1124的输出，以过滤出科里奥利环路中的科里奥利信号。在这种情况下，锁相环(PLL)可以用于产生用于解调的控制信号。