微机械轮式角振动陀螺气体阻尼特性研究 被引量：2

1

作者 陈奥运 凤瑞 +2 位作者 庄须叶 徐大诚 郭述文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期54-58,共5页

轮式角振动陀螺气体阻尼效应是影响其动态特性的主要因素。在充分研究轮式角振动陀螺结构特征的基础上,创建了角振动陀螺驱动模态滑膜阻尼数学解析模型,并给出了改进解析模型。利用有限差分算法求解极坐标系下雷诺方程,建立了敏感模态... 轮式角振动陀螺气体阻尼效应是影响其动态特性的主要因素。在充分研究轮式角振动陀螺结构特征的基础上,创建了角振动陀螺驱动模态滑膜阻尼数学解析模型,并给出了改进解析模型。利用有限差分算法求解极坐标系下雷诺方程,建立了敏感模态压膜阻尼简化分析模型。在5 Pa到10~5Pa压强范围内,进行了简化分析模型计算,同时对计算结果进行了与ANSYS仿真结果的比对。理论模型计算与仿真结果表明,敏感模态压膜阻尼是轮式角振动陀螺气体阻尼的主要产生机制。进而,从结构设计和控制电路的角度,给出了减小气体阻尼效应的有效方法。 展开更多

关键词 微机械轮式角振动陀螺 滑膜阻尼 压膜阻尼 品质因数

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振动轮式微机械陀螺仪数学模型及工作状况分析 被引量：10

2

作者 谈振藩 罗跃生 李康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第2期33-36,共4页

介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图 .利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的一个数学模型 ,并对数学模型进行了简... 介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图 .利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的一个数学模型 ,并对数学模型进行了简化 ,得到了近似解 . 展开更多

关键词 振动轮式微机械陀螺仪 欧拉动力学方程 数学模型 工作状况

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振动轮式微机械陀螺动态特性的光学测试 被引量：6

3

作者 蒋明 何小元 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期295-299,共5页

建立了基于高速摄像技术、显微技术与数字图像处理技术的光学测试系统。配有光学显微镜的高速摄像设备(32000 frame/s)记录并保存被测物瞬时序列图像,根据被测物的角振动特性设计相应的图像处理方法以获得振子各时刻的运动位移,并通过... 建立了基于高速摄像技术、显微技术与数字图像处理技术的光学测试系统。配有光学显微镜的高速摄像设备(32000 frame/s)记录并保存被测物瞬时序列图像,根据被测物的角振动特性设计相应的图像处理方法以获得振子各时刻的运动位移,并通过位移时间曲线分析振子的固有频率、阻尼系数及品质因子等动态特性参数。实验结果显示,频率测量误差<0.01%。高精度地测量了振动轮式微机械陀螺的动态特性,为微结构动态特性的研究提供了一个有效方法。 展开更多

关键词 高速摄像 图像处理 振动轮式微机械陀螺 固有频率 品质因子

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振动轮式微机械陀螺动力学方程、振动模态及其灵敏度分析 被引量：3

4

作者 蒋军彪 冯培德 徐建东 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第3期48-52,共5页

介绍了一种新的振动轮式微机机械陀螺仪的结构及工作原理 ,详细推导了该陀螺的动力学方程 ,分析了其运动规律 ,并建立了该陀螺的三维有限元模型 ,给出了前其四阶模态振型 。

关键词 振动轮式微机械陀螺 动力学方程 三维有限元模型 振动模态 灵敏度

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振动轮式微机械陀螺仪中滑膜阻尼机理的研究 被引量：4

5

作者 裘安萍 苏岩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第16期1679-1682,共4页

对空气阻尼进行定性和定量分析是MEMS器件设计中非常重要的一个步骤,直接影响MEMS器件的动态性能。研究了第三个区域中振动轮式微机械陀螺仪的滑膜阻尼,提出了滑膜阻尼模型,分析了滑膜阻尼的动态性能,包括速度分布、阻尼机制以及由此产... 对空气阻尼进行定性和定量分析是MEMS器件设计中非常重要的一个步骤,直接影响MEMS器件的动态性能。研究了第三个区域中振动轮式微机械陀螺仪的滑膜阻尼,提出了滑膜阻尼模型,分析了滑膜阻尼的动态性能,包括速度分布、阻尼机制以及由此产生的能量损耗。根据滑膜阻尼分析结果,给出了品质因数的计算公式。试验表明,空气条件下振动轮式微机械陀螺仪品质因数的测试结果与理论值的误差约为16%。研究结果为振动轮式微机械陀螺仪结构设计中定量分析空气阻尼提供了理论依据。 展开更多

关键词 微机械 振动轮 陀螺仪 滑膜阻尼 阻尼比 品质因数

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一种振动轮式微机械陀螺仪的特性研究 被引量：2

6

作者 董煜茜 高钟毓 张嵘 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 1999年第2期39-45,共7页

微机械惯性仪表具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点，国际上已有许多报导［１］－［５］。我们研制了一种振动轮式微机械陀螺仪［６］。本文主要针对这种微机械陀螺仪的特性进行研究：设计和研究了陀螺的检测系统、检测轴固有... 微机械惯性仪表具有成本低、可靠性高、体积小、重量轻等优点，国际上已有许多报导［１］－［５］。我们研制了一种振动轮式微机械陀螺仪［６］。本文主要针对这种微机械陀螺仪的特性进行研究：设计和研究了陀螺的检测系统、检测轴固有频率补偿回路，推导出了此类陀螺检测输入角速度的灵敏度、开环和闭环传递函数、交流反馈控制提取同相分量和抑制正交分量的原理，以及闭环控制改善动态测量频带的方法。本文的最后给出了该陀螺原理样机的初步试验结果。 展开更多

关键词 微机械陀螺仪 振动轮式速率陀螺 空间角速度传感器 静电力再平衡回路

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振动轮式微机械陀螺仪微分方程模型的建立 被引量：10

7

作者 罗跃生 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2002年第3期16-19,共4页

介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图。利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的基座与驱动轮之间的夹角θ和驱动轮与... 介绍了振动轮式微机械陀螺仪的工作原理 ,给出了振动轮式微机械陀螺仪的结构示意图和工作原理图。利用刚体转动的欧拉动力学方程 ,通过严格的力学分析和严密的数学验算推导了振动轮式微机械陀螺仪的基座与驱动轮之间的夹角θ和驱动轮与外框架之间的夹角 φ 的关系的一个微分方程模型 ,并对这个微分方程数学模型进行了简化。 展开更多

关键词 陀螺仪 振动轮式微机械陀螺仪 微分方程 欧拉动力学方程

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振动轮式微机械陀螺频率配置和气压选择 被引量：1

8

作者 陈志勇 高钟毓 张嵘 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第3期53-56,共4页

推导了振动轮式微机械陀螺的输出信号与输入角速度的幅频、相频关系 ,讨论了在不同的频率配置和品质因数下陀螺的灵敏度、带宽和零位稳定性。陀螺振动频率应设计在 2 k Hz左右 ,检测轴自然频率比驱动轴高一个陀螺频带宽度。根据实测陀... 推导了振动轮式微机械陀螺的输出信号与输入角速度的幅频、相频关系 ,讨论了在不同的频率配置和品质因数下陀螺的灵敏度、带宽和零位稳定性。陀螺振动频率应设计在 2 k Hz左右 ,检测轴自然频率比驱动轴高一个陀螺频带宽度。根据实测陀螺振动品质因数与气压的关系曲线 ,振动轮式微机械陀螺合适的工作气压是 1 0 0 Pa～ 1 0 0 0 展开更多

关键词 微机械陀螺 自然频率 品质因数 振动轮式 频率配置 气压选择 振动模态 输出信号 输入角速度 工作气压

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新颖双框架角振动微机械陀螺的制作 被引量：3

9

作者 陈德英 《传感器技术》 CSCD 1999年第5期25-27,共3页

介绍了新颖双框架角振动微机械陀螺的工作原理、结构特点。

关键词 微机械陀螺 角振动 陀螺 灵敏度

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振动轮式微机械陀螺仪模态控制方法研究 被引量：1

10

作者 周顺 凌林本 +1 位作者 周百令 王寿荣 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2000年第1期50-54,共5页

振动轮式微机械陀螺仪存在两个主要的工作模态 :驱动模态和敏感模态。本文研究了敏感模态反馈控制环节对系统工作性能的影响。提出刚度、阻尼组合反馈的模态控制思想 ,探讨了利用刚度反馈控制敏感模态的固有谐振频率 ,利用阻尼反馈控制... 振动轮式微机械陀螺仪存在两个主要的工作模态 :驱动模态和敏感模态。本文研究了敏感模态反馈控制环节对系统工作性能的影响。提出刚度、阻尼组合反馈的模态控制思想 ,探讨了利用刚度反馈控制敏感模态的固有谐振频率 ,利用阻尼反馈控制系统检测范围的多参量控制方法 ;并对敏感模态中刚度反馈校正环节和阻尼反馈的校正环节进行了详细的分析 ,建立了系统对两个校正环节在增益和相位上的要求。 展开更多

关键词 振动轮式 微机械陀螺仪 刚度反馈 模态控制

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改进型振动轮式硅微机械陀螺仪的研究 被引量：1

11

作者 周顺 张燕娥 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1999年第4期30-33,共4页

以Ｗ．Ｇｅｉｇｅｒ提出的改进型振动轮式微机械陀螺仪为研究对象，分析了结构参数其性能之间的内在联系，探讨了重力极及静电服力对它螺仪工作性能的影响，并以此为依据，提出音叉式驱动器叉指结构最佳间距的设计准则。

关键词 微机械陀螺仪 梳状电极驱动 振动轮式 硅 悬浮力

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振动轮式微机械陀螺仪闭环驱动控制方法研究

12

作者 周顺 李明 +1 位作者 周百令 王寿荣 《传感技术学报》 CAS CSCD 1999年第4期256-261,共6页

本文在分析振动轮式微机械陀螺仪稳定工作条件的基础上，探讨了微机械陀螺仪对驱动电路的控制要求，提出了一种新颖的驱动频率自动跟踪的控制方法，给出了驱动电路闭环控制框图，详细分析了驱动模态闭环控制逻辑．最后的开、闭环对比实... 本文在分析振动轮式微机械陀螺仪稳定工作条件的基础上，探讨了微机械陀螺仪对驱动电路的控制要求，提出了一种新颖的驱动频率自动跟踪的控制方法，给出了驱动电路闭环控制框图，详细分析了驱动模态闭环控制逻辑．最后的开、闭环对比实验说明了本控制方案的有效性。 展开更多

关键词 微机械陀螺仪 闭环驱动控制 振动陀螺仪 轮式

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微电子技术在石英微机械振动陀螺中的应用 被引量：7

13

作者 林日乐 张巧云 +3 位作者 谢佳维 翁邦英 王瑞 赵建华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2004年第4期43-46,共4页

叙述了采用微电子技术加工石英微机械振动陀螺振子的原理和基本过程,介绍了陀螺振子加工的研究结果和石英微机械陀螺的最新研究进展。

关键词 微电子技术 石英 微机械振动陀螺 陀螺振子 光刻工艺

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微机械振动式陀螺接口电路设计与实现 被引量：12

14

作者 陈懿 金仲和 +2 位作者 王慧泉 焦纪伟 王跃林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期726-732,共7页

介绍了一种电磁驱动电容检测的微机械振动式陀螺的接口电路,电路由自激驱动电路和信号检测处理电路组成。自激驱动部分利用陀螺自身的谐振特性配合反馈电路产生自激振荡,同时为检测部分提供了稳定的同步信号;检测部分利用该同步信号和... 介绍了一种电磁驱动电容检测的微机械振动式陀螺的接口电路,电路由自激驱动电路和信号检测处理电路组成。自激驱动部分利用陀螺自身的谐振特性配合反馈电路产生自激振荡,同时为检测部分提供了稳定的同步信号;检测部分利用该同步信号和陀螺的输出信号进行同步解调,得到角速度信号。最后对该电路的性能和测试结果进行了分析。 展开更多

关键词 微机械振动式陀螺 自激驱动 电容电压变换 同步解调 自动增益控制

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硅微机械振动陀螺零偏温度补偿研究 被引量：21

15

作者 程龙 王寿荣 叶甫 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期483-485,共3页

在对某型硅微机械振动陀螺进行大量高低温环境试验的基础上,根据试验数据,建立了一种零偏温度补偿模型,并用该模型对新测的试验数据进行了预测补偿。补偿结果表明:硅微机械陀螺经该模型补偿后零偏可以减少一个数量级,补偿效果明显。

关键词 微机械振动陀螺 零偏 温度补偿

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微机械振动陀螺仪正交误差分析 被引量：12

16

作者 许宜申 王寿荣 +1 位作者 吉训生 盛平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期105-107,共3页

本文在简要介绍微机械振动陀螺仪工作原理的基础上,分析影响陀螺仪性能的正交误差所产生的原因,推导其内在的数学机理,并探讨抑制或消除正交误差影响的方法和措施。

关键词 微机械振动陀螺仪 正交误差

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高性能电磁式微机械振动环陀螺 被引量：5

17

作者 陈李 陈德勇 +2 位作者 王军波 毋正伟 张明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1915-1921,共7页

为改进振动环陀螺的模态匹配并提高其品质因数,设计了一种采用全对称结构实现模态匹配的电磁式微机械振动环陀螺。通过理论推导,建立了陀螺灵敏度和机械噪声的数学模型,分析了陀螺参数对灵敏度及分辨力的影响。采用(100)晶向的单晶硅及... 为改进振动环陀螺的模态匹配并提高其品质因数,设计了一种采用全对称结构实现模态匹配的电磁式微机械振动环陀螺。通过理论推导,建立了陀螺灵敏度和机械噪声的数学模型,分析了陀螺参数对灵敏度及分辨力的影响。采用(100)晶向的单晶硅及工艺简单,无需键合的MEMS体硅标准工艺加工了陀螺样片。器件频率响应实验结果表明,所设计的振动环陀螺驱动模态和检测模态频率之差<0.5Hz,大气压下品质因数约为500,在1Pa的低真空下可达14000。锁相放大器测试结果表明,在-200～200°/s,陀螺分辨力为0.05°/s,灵敏度为0.2μV/(°/s)。测试结果表明该陀螺能够实现模态匹配和较高的品质因数,具有较高的性能指标。 展开更多

关键词 电磁式陀螺 微机械陀螺 振动环

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微机械振动陀螺模态耦合误差分析与激光修形方法研究 被引量：8

18

作者 贺琨 崔红娟 +3 位作者 侯占强 刘学 肖定邦 吴学忠 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第3期21-24,共4页

较大的模态耦合误差严重影响陀螺仪的零偏稳定性。研究了一种微机械振动陀螺仪的模态耦合误差形成机理,仿真分析了结构加工误差对模态耦合误差的影响规律。仿真结果表明:振动结构支撑梁上的加工误差是引起结构刚度不对称并产生模态耦合... 较大的模态耦合误差严重影响陀螺仪的零偏稳定性。研究了一种微机械振动陀螺仪的模态耦合误差形成机理,仿真分析了结构加工误差对模态耦合误差的影响规律。仿真结果表明:振动结构支撑梁上的加工误差是引起结构刚度不对称并产生模态耦合误差的主要因素,在与该加工误差对称的位置去除相应的材料可以减小甚至消除模态耦合误差。采用紫外激光微细加工技术,对微陀螺样机进行了结构平衡实验,激光修形后在没有输入角速度时,微陀螺样机模态耦合误差信号的峰峰值从2.88 V降低到0.24 V,取得了明显的修形效果。 展开更多

关键词 微机械振动陀螺 模态耦合 激光修形 加工误差

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石英微机械振动陀螺振子的失效分析 被引量：3

19

作者 荣丽梅 常嗣和 +1 位作者 姬红 阮世池 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期620-621,共2页

关键词 微机械惯性器件 振动惯性技术 微电子技术 石英微机械振动陀螺振子 晶体表面加工技术

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石英微机械陀螺敏感芯片的抗振动分析与改进 被引量：2

20

作者 李文蕴 林日乐 满欣 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第4期554-557,共4页

石英微机械陀螺是振动惯性器件,而陀螺敏感芯片结构的抗振动能力会直接影响陀螺的性能。由于工作环境的振动会对陀螺的性能产生一定的影响,因此需提高陀螺敏感芯片结构的抗振动能力。该文利用有限元仿真软件对敏感芯片结构进行随机振动... 石英微机械陀螺是振动惯性器件,而陀螺敏感芯片结构的抗振动能力会直接影响陀螺的性能。由于工作环境的振动会对陀螺的性能产生一定的影响,因此需提高陀螺敏感芯片结构的抗振动能力。该文利用有限元仿真软件对敏感芯片结构进行随机振动仿真分析,通过对敏感芯片结构的优化,提高了陀螺的抗振动能力。 展开更多

关键词 石英微机械 陀螺 随机振动 有限元

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