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题名微机械开放式z轴射流陀螺敏感机理的研究
被引量：1
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作者
朴林华
朴然
常兴远
胡永辉
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机构
北京信息科技大学北京市传感器重点实验室
北京工业大学信息学部
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出处
《压电与声光》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期19-23,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(60772012)
北京市自然科学基金重点项目&北京市教委科技计划重点基金资助项目(KZ201511232034)
+2 种基金
北京市重点实验室开放课题资助项目
北京市新世纪百千万人才工程培养资助项目
现代测控技术教育部重点实验室资助项目
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文摘
揭示了一种基于开放式气流通道的微机械z轴射流陀螺的敏感机理。采用基于流固耦合的三维瞬态有限元分析法,计算了敏感元件内部气流场,并给出了数学模型。计算和测试结果表明:敏感元件内有一开放式的气流通道,分别设置两个入口和一个出口,气流在压电泵的驱动下,由两个入口进入并汇聚,由喷口喷出的气流在射流敏感室形成射流敏感体并从出口流出。在静止条件下,射流敏感体相对热线r1和r2对称分布,作为电桥两个臂的热线r1和r2之间的速度梯度βx=0,电桥平衡,输出电压为0;有角速度输入时,射流敏感体在哥氏力的作用下沿着z轴发生偏转,射流敏感体相对热线r1和r2不再对称分布,βx随着角速度的增加而加大,在其他材料和结果参数不变的情况下,由于射流敏感体与热线r1和r2不对称的热量交换,热线r1和r2的电阻发生不对称的改变,导致电桥失去平衡,电桥输出与输入角速度成正比的不平衡电压。在±120(°)/s的输入范围内,陀螺灵敏度为2.0μV/[(°)·s-1],非线性度优于0.5%,功耗为5.2mW,热线电阻为3Ω,热线电阻温度系数为2 600℃-1。这种微机械开放式z轴陀螺敏感元件内气流由开放的入口和出口之间形成定向流动,无需气流在敏感元件内循环,敏感元件结构简单。
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关键词
角速度
开放式气流通道
射流陀螺
敏感机理
灵敏度
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Keywords
angular velocity
open airflow channel
fluidic gyroscope
sensitive mechanism
sensitivity
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分类号
TN37
[电子电信—物理电子学]
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