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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种基于隧道磁阻效应的高精度双质量硅微陀螺仪装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN110595455B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：201910833737.4，技术领域涉及：G01C19/5656；该发明授权一种基于隧道磁阻效应的高精度双质量硅微陀螺仪装置是由杨波;李成;郭鑫;高小勇设计研发完成，并于2019-09-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于隧道磁阻效应的高精度双质量硅微陀螺仪装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于隧道磁阻效应的高精度双质量硅微陀螺仪装置，该装置包括上、下两层：上层为硅敏感结构、下层为布有金属电极和隧道磁阻检测模块的玻璃基底结构。上层结构通过锚点键合在下层结构之上。其中，上层结构由两个完全相同的陀螺仪子结构、一对支撑梁以及一对锚点构成；下层结构由隧道磁阻检测模块、玻璃基底、驱动电极、驱动检测电极、正交电极、线圈输入接口、线圈输入电极、线圈输出接口、线圈输出电极、公共电极以及信号引线构成。本发明提出硅微陀螺仪使用微型线圈作为励磁机构，磁场稳定、场强可控、集成度高，同时使用差分式隧道磁阻检测结构，具有抗共模误差能力强、灵敏度高、测量精度高等优点。

本发明授权一种基于隧道磁阻效应的高精度双质量硅微陀螺仪装置在权利要求书中公布了：1.一种基于隧道磁阻效应的高精度双质量硅微陀螺仪装置，其特征在于：该装置由两层结构组成，上层为硅敏感结构、下层为布有金属电极和隧道磁阻检测模块的玻璃基底结构； 所述上层结构包括相互对称设置的第一质量块模块1a和第二质量块模块1b；对称设置的第一驱动梳齿模块2a和第二驱动梳齿模块2b；对称设置的第一驱动检测梳齿模块3a和第二驱动检测梳齿模块3b；以及对称设置的第一支撑梁模块23a和第二支撑梁模块23b； 第一驱动梳齿模块2a与第一质量块模块1a左侧相连，第一驱动检测梳齿模块3a与第一质量块模块1a右侧相连，第二驱动梳齿模块2b与第二质量块模块1b右侧相连，第二驱动检测梳齿模块3b与第二质量块模块1b左侧相连，第一支撑梁模块23a和第二支撑梁模块23b分别位于上层结构中前后侧面的中心位置，并用于支撑并耦合第一质量块模块1a和第二质量块模块1b； 所述下层结构包括玻璃基底9、两对隧道磁阻检测模块、若干信号引线及金属电极，其中两对隧道磁阻检测模块分别包括第一隧道磁阻检测模块4a1和第三隧道磁阻检测模块4a2；第二隧道磁阻检测模块4b1和第四隧道磁阻检测模块4b2； 其中第一、二、三、四隧道磁阻检测模块4a1、4b1、4a2、4b2由第一、二、三、四隧道磁阻传感器5a1、5b1、5a2、5b2和第一、二、三、四、五、六、七、八输出电极6a1、6a2、6b1、6b2、6a3、6a4、6b3、6b4构成； 其中第一、二、三、四隧道磁阻传感器5a1、5b1、5a2、5b2均由六层薄膜构成：从上到下依次为顶层7a、自由层7b、隧道势垒层7c、铁磁层7d、反铁磁层7e和底层7f； 第一、三隧道磁阻检测模块4a1、4a2位于第一质量块模块1a的正下方，通过其内部自由层7b和铁磁层7d的两个相对磁化方向8a、8b的改变来检测并输出第一质量块模块1a因哥氏加速度而引起的振动位移； 第二、四隧道磁阻检测模块4b1、4b2位于第二质量块模块1b的正下方，用于检测并输出第二质量块模块1b因哥氏加速度而引起的振动位移； 第一、二驱动梳齿模块2a、2b、第一、二质量块模块1a、1b、第一、二驱动检测梳齿模块3a、3b、第一、二隧道磁阻检测模块4a1、4b1、第三、四隧道磁阻检测模块4a2、4b2分别左右对称分布于中垂线两侧；第一驱动梳齿模块2a与第一驱动检测梳齿模块3a分别位于第一质量块模块1a的左、右两侧； 第二驱动梳齿模块2b与第二驱动检测梳齿模块3b分别位于第二质量块模块1b的右、左两侧； 第一、三隧道磁阻检测模块4a1、4a2位于第一质量块模块1a的正下方，且第一、三隧道磁阻检测模块4a1、4a2与第一质量块模块1a同时关于直线AB对称，第二、四隧道磁阻检测模块4b1、4b2位于第二质量块模块1b的正下方，且第二、四隧道磁阻检测模块4b1、4b2与第二质量块模块1b同时关于直线CD对称； 第一、二输出电极6a1、6a2关于直线AB左右对称分布于第一隧道磁阻传感器5a1的左右两侧；第三、四输出电极6b1、6b2关于直线CD左右对称分布于第二隧道磁阻传感器5b1的左右两侧；第五、六输出电极6a3、6a4关于直线AB左右对称分布于第三隧道磁阻传感器5a2的左右两侧；第七、八输出电极6b3、6b4关于直线CD左右对称分布于第四隧道磁阻传感器5b2的左右两侧；第一、二支撑梁模块23a、23b分别位于前后侧面的中心位置，且关于中垂线左右对称； 所述上层硅敏感结构中第一、二驱动梳齿模块2a、2b由第一、二驱动梳齿22a1、22b1以及第一、二、三、四正交梳齿11a1、11a2、11b1、11b2组成； 第一质量块模块1a由第一质量块17a、第一质量块外框12a、第一励磁线圈18a、第一铁芯19a、第一、二、三、四锚点13a1、13a2、13a3、13a4、第一、二、三、四摆动抑制梁16a1、16a2、16a3、16a4、第一、二、三、四驱动解耦梁14a1、14a2、14a3、14a4、第一、二、三、四检测连接梁15a1、15a2、15a3、15a4组成； 第二质量块模块1b由第二质量块17b、第二质量块外框12b、第二励磁线圈18b、第二铁芯19b、第五、六、七、八锚点13b1、13b2、13b3、13b4、第五、六、七、八摆动抑制梁16b1、16b2、16b3、16b4、第五、六、七、八驱动解耦梁14b1、14b2、14b3、14b4、第五、六、七、八检测连接梁15b1、15b2、15b3、15b4组成； 第一驱动检测梳齿模块3a由第一驱动检测梳齿22a2以及第三、四正交梳齿11a3、11a4组成； 第二驱动检测梳齿模块3b分别由第二驱动检测梳齿22b2以及第三、四正交梳齿11b3、11b4组成； 其中第一、二支撑梁模块23a、23b由第一、二支撑梁21a、21b和第九、十锚点20a、20b组成； 第一驱动梳齿模块2a、第一质量块模块1a以及第一驱动检测梳齿模块3a构成了第一陀螺仪子结构10a； 第二驱动梳齿模块2b、第二质量块模块1b以及第二驱动检测梳齿模块3b构成了第二陀螺仪子结构10b； 上层硅敏感结构通过第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十锚点13a1、13a2、13a3、13a4、13b1、13b2、13b3、13b4、20a、20b键合在下层玻璃基底结构之上； 第一、二支撑梁21a、21b连接第一、二陀螺仪子结构10a、10b与第九、十锚点20a、20b起支撑和耦合的作用；第二驱动梳齿22b1用于给第二陀螺仪子结构10b提供简谐驱动力，第二驱动检测梳齿22b2用于检测第二质量块外框12b的检测振动，以实现第二陀螺仪子结构10b的闭环驱动；第一、二质量块17a、17b在Y轴检测方向的反相振动将会带来第一、二励磁线圈18a、18b和第一、二铁芯19a、19b的反相振动，从而产生反相变化的动磁场； 第一、二、三、四摆动抑制梁16a1、16a2、16a3、16a4用于抑制第一质量块外框12a的Z轴垂直方向摆动，第五、六、七、八摆动抑制梁16b1、16b2、16b3、16b4用于抑制第二质量块外框12b的Z轴垂直方向摆动； 第一、二、三、四正交校正梳齿11a1、11a2、11a3、11a4用于给第一陀螺仪子结构10a提供正交力，第五、六、七、八正交校正梳齿11b1、11b2、11b3、11b4用于给第二陀螺仪子结构10b提供正交力；所述第一、二支撑梁模块23a、23b分别位于硅敏感结构的正上、正下方，第一、二支撑梁21a、21b的左端分别连至第一质量块外框12a的上边、下边的中点，右端分别连接至第二质量块外框12b的上边、下边的中点，中端分别固定至第九、十锚点20a、20b，第九、十锚点20a、20b分别位于第一、二陀螺仪子结构10a、10b垂直方向对称轴的正上、正下方； 第一驱动梳齿模块2a和第一驱动检测梳齿模块3a分别位于第一质量块模块1a的正左、正右方，第一驱动梳齿22a1位于第一质量块外框12a的左边中点处，第一驱动检测梳齿22a2位于第一质量块外框12a的右边中点处；第二驱动检测梳齿模块3b和第二驱动梳齿模块2b分别位于第二质量块模块1b的正左、正右方，第二驱动梳齿22b1位于第二质量块外框12b的右边中点处，第二驱动检测梳齿22b2位于第二质量块外框12b的左边中点处；第一、二、三、四正交校正梳齿11a1、11a2、11a3、11a4分别位于第一质量块外框12a的左上、左下、右下及右上方，第五、六、七、八正交校正梳齿11b1、11b2、11b3、11b4分别位于第二质量块外框12b的右上、右下、左下及左上方；第一、二、三、四摆动抑制梁16a1、16a2、16a3、16a4分别位于第一质量块外框12a内的左上、左下、右下及右上角，第五、六、七、八摆动抑制梁16b1、16b2、16b3、16b4分别位于第二质量块外框12b内的右上、右下、左下及左上角； 第一、二质量块17a、17b分别位于第一、二质量块外框12a、12b内的中心位置；第一、四锚点13a1、13a4分别位于第一质量块17a上边的左上、右上方，第二、三锚点13a2、13a3分别位于第一质量块17a下边的左下、右下方，第五、八锚点13b1、13b4分别位于第二质量块17b上边的右上、左上方； 第六、七锚点13b2、13b3分别位于第二质量块17b下边的右下、左下方；第一、二驱动解耦梁14a1、14a2分别位于第一质量块17a上边的左上、右上方，且位于第一、四锚点13a1、13a4的下方，第三、四驱动解耦梁14a3、14a4分别位于第一质量块17a下边的左下、右下方，且位于第二、三锚点13a2、13a3的上方，第五、六驱动解耦梁14b1、14b2分别位于第一质量块17a上边的右上、左上方，第七、八驱动解耦梁14b3、14b4分别位于第一质量块17a下边的右下、左下方，且位于第六、七锚点13b2、13b3的上方；第一、二检测连接梁15a1、15a2分别位于第一质量块17a左边的左上、左下方，第三、四检测连接梁15a3、15a4分别位于第一质量块17a右边的右下、右上方，第五、六检测连接梁15b1、15b2分别位于第二质量块17b右边的右上、右下方，第七、八检测连接梁15b3、15b4分别位于第二质量块17b左边的左下、左上方；其中所有解耦梁与连接梁均采用“U”型梁；第一、二铁芯19a、19b均呈矩形，第一铁芯19a位于第一质量块17a的中心位置，第二铁芯19b位于第二质量块17b的中心位置；第一、二励磁线圈18a、18b均呈直角环绕，第一励磁线圈18a位于第一铁芯19a外围，第二励磁线圈18b位于第二铁芯19b外围。

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