石英微机械陀螺抗高冲击能力的优化研究 被引量：9

1

作者 林日乐 李文蕴 +3 位作者 赵建华 周倩 满欣 谢佳维 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第1期56-58,共3页

石英微机械陀螺敏感芯片通常为一体式音叉结构,为实现特定的功能,常在芯片中设计开槽结构,开槽拐角处是应力集中的部位。在高冲击情况下,该部位的最大应力可能先达到石英晶体的屈服强度,导致芯片结构断裂损坏。通过在敏感芯片的开槽结... 石英微机械陀螺敏感芯片通常为一体式音叉结构,为实现特定的功能,常在芯片中设计开槽结构,开槽拐角处是应力集中的部位。在高冲击情况下,该部位的最大应力可能先达到石英晶体的屈服强度,导致芯片结构断裂损坏。通过在敏感芯片的开槽结构末端设计圆弧台阶结构,降低了该部位在高冲击环境下受到的最大应力,提高了敏感芯片的抗冲击性能。通过综合优化后,石英微机械陀螺的抗高冲击能力可达到10 000g,并保持了较好的性能。 展开更多

关键词 石英 微机械 陀螺 抗高冲击 优化

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石英MEMS陀螺的结构特性分析 被引量：8

2

作者 林日乐 谢佳维 +3 位作者 周倩 满欣 李文蕴 张巧云 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第4期544-546,553,共4页

介绍了石英微机电系统(MEMS)陀螺的工作原理及敏感芯片的音叉结构特点,采用有限元法分析了敏感芯片的结构特性,并对结构进行优化。利用石英晶体的压电效应,设计了合理的电极布局,并结合敏感芯片结构特点介绍了其微机械加工工艺。通过结... 介绍了石英微机电系统(MEMS)陀螺的工作原理及敏感芯片的音叉结构特点,采用有限元法分析了敏感芯片的结构特性,并对结构进行优化。利用石英晶体的压电效应,设计了合理的电极布局,并结合敏感芯片结构特点介绍了其微机械加工工艺。通过结构优化和合理的电极布局,提高了石英MEMS陀螺的性能。 展开更多

关键词 石英 微机电系统(mems) 陀螺 音叉

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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

3

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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石英微机械振动陀螺振子的失效分析 被引量：3

4

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器件的可靠性分析 被引量：1

5

作者 林日乐 赵建华 +4 位作者 林珂 满欣 李文蕴 周倩 翁邦英 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第4期511-513,共3页

石英微机械陀螺敏感器件通常采用一体式音叉结构,具有较高的可靠性,但由于在敏感芯片中设计了挠性结构,挠性结构的参数及加工质量是影响器件可靠性的关键因素。分析了敏感芯片挠性结构在外力作用下的应力分布及结构缺陷对其影响,分析了... 石英微机械陀螺敏感器件通常采用一体式音叉结构,具有较高的可靠性,但由于在敏感芯片中设计了挠性结构,挠性结构的参数及加工质量是影响器件可靠性的关键因素。分析了敏感芯片挠性结构在外力作用下的应力分布及结构缺陷对其影响,分析了其失效模式。试验结果验证了分析的准确性,分析结果可作为改进敏感器件可靠性的依据。 展开更多

关键词 石英 微机械 陀螺 敏感器件 可靠性

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石英微机械陀螺敏感芯片的结构解耦特性研究 被引量：2

6

作者 林日乐 李文蕴 +1 位作者 谢佳维 满欣 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第3期321-323,共3页

石英微机械陀螺敏感芯片通常采用双端音叉结构,驱动音叉和检测音叉的振动耦合误差是其主要误差源。对双端音叉结构陀螺敏感芯片进行了结构解耦设计仿真,分析了芯片安装区对检测音叉振动特性的影响。通过解耦设计,减小了零偏误差信号,提... 石英微机械陀螺敏感芯片通常采用双端音叉结构,驱动音叉和检测音叉的振动耦合误差是其主要误差源。对双端音叉结构陀螺敏感芯片进行了结构解耦设计仿真,分析了芯片安装区对检测音叉振动特性的影响。通过解耦设计,减小了零偏误差信号,提高了陀螺敏感芯片的稳定性。 展开更多

关键词 石英微机械 陀螺 敏感芯片 结构解耦

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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

7

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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石英微机械陀螺敏感器件减振设计 被引量：1

8

作者 满欣 谢佳维 李文蕴 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第4期538-540,共3页

石英微机械陀螺敏感器件在多轴陀螺应用中,各敏感器件之间存在振动干扰,导致陀螺噪声过大,输出信号中存在低频信号,无法满足使用要求。应用减振技术设计了一款集成式的减振器,该减振器具有体积小、质量轻等特点。利用有限元法模拟计算... 石英微机械陀螺敏感器件在多轴陀螺应用中,各敏感器件之间存在振动干扰,导致陀螺噪声过大,输出信号中存在低频信号,无法满足使用要求。应用减振技术设计了一款集成式的减振器,该减振器具有体积小、质量轻等特点。利用有限元法模拟计算减振器减振效率及固有频率,该减振器在敏感器件激励频率范围内减振效率大于96%;减振器转动振动模态固有频率大于陀螺带宽(150Hz)的两倍以上;减振器低阶线性振动模态固有频率大于敏感器件检测频率与激励频率之差(340Hz)的两倍以上。 展开更多

关键词 石英微机械 陀螺 减振器 有限元

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基于MEEMD的MEMS陀螺仪降噪方法

9

作者 侯梦婷 王雪梅 +3 位作者 单斌 许哲 李灿 郑雨晞子 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期409-415,共7页

为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于改进的经验模态分解(MEEMD),结合粒子群优化算法(QPSO)优化的卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪降噪方法。通过引入排列熵的概念对微机械陀螺信号进行分解得到本征模态分量;计算各分量排列... 为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于改进的经验模态分解(MEEMD),结合粒子群优化算法(QPSO)优化的卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪降噪方法。通过引入排列熵的概念对微机械陀螺信号进行分解得到本征模态分量;计算各分量排列熵,分析排列熵变化趋势筛选出信号噪声混叠的分量,对其中混叠的分量分析建模,采用QPSO-KF算法滤波去噪;再对滤波结果和信号主导的分量进行重构,实现微机械陀螺信号降噪。实验验证了所提方法的有效性,相比传统经验模态分解(EMD)、KF精度提高了1个数量级,验证了所提方法的有效性和精度。 展开更多

关键词 微机械(mems)陀螺仪 经验模态分解 多尺度熵 粒子群优化 卡尔曼滤波

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石英微机械陀螺自检功能的实现 被引量：1

10

作者 朱振忠 张锐 +1 位作者 刘志宏 邓能 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第2期207-209,共3页

提出了一种石英微机械陀螺单机自检的方法,通过简单操作,可实现石英微机械陀螺在静止状态、固定转动状态和规律运动状态下的单机自检功能。通过方案原理分析和具体电路实测,分析了此方法的实用性和有效性,为已装备完成的系统检测和标定... 提出了一种石英微机械陀螺单机自检的方法,通过简单操作,可实现石英微机械陀螺在静止状态、固定转动状态和规律运动状态下的单机自检功能。通过方案原理分析和具体电路实测,分析了此方法的实用性和有效性,为已装备完成的系统检测和标定创造了条件,从而提高了系统的工作可靠性。 展开更多

关键词 石英微机械陀螺 单机自检 自检使能 自检电压增量

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石英微机械陀螺正交误差补偿研究 被引量：2

11

作者 曾铭辉 李宏生 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2022年第10期27-31,共5页

由于石英微机械陀螺的敏感结构在加工制造时存在工艺缺陷,陀螺会产生耦合误差。耦合误差中与陀螺输出信号正交的误差信号称为正交误差,该误差在陀螺诸多误差中占据主导地位,会严重影响陀螺的测量结果。针对正交误差,简要分析了其产生原... 由于石英微机械陀螺的敏感结构在加工制造时存在工艺缺陷,陀螺会产生耦合误差。耦合误差中与陀螺输出信号正交的误差信号称为正交误差,该误差在陀螺诸多误差中占据主导地位,会严重影响陀螺的测量结果。针对正交误差,简要分析了其产生原因及对陀螺输出信号的影响,提出了一种适用于音叉式石英陀螺的正交校正方法——正交电压补偿法。对于正交电压补偿法,搭建了补偿系统进行了相应的仿真,并制作出样机进行实验。仿真和实验的结果表明该方法可以抑制石英陀螺检测通道的正交误差,零偏不稳定性由补偿前的108.088(°)/h降低到43.815(°)/h,降幅达59.46%,证明了正交电压补偿法的有效性。 展开更多

关键词 石英微机械陀螺 正交误差 补偿系统 零偏性能

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石英MEMS陀螺检测模块的测试方法研究

12

作者 朱振忠 王清亮 +3 位作者 李世国 张锐 苏永川 蒋昭兴 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第5期692-694,698,共4页

提出了一种石英微机械(MEMS)陀螺检测模块的测试方法和测试系统方案。该方法仅将检测模块的输入/输出端口接入测试系统,无需其他位置的信号注入和引出,即可实现增益、相位、频带、阻尼等电路特性的测试和标定,适用于生产过程对检测模块... 提出了一种石英微机械(MEMS)陀螺检测模块的测试方法和测试系统方案。该方法仅将检测模块的输入/输出端口接入测试系统,无需其他位置的信号注入和引出,即可实现增益、相位、频带、阻尼等电路特性的测试和标定,适用于生产过程对检测模块的快速测试及研制过程对检测模块的性能分析。 展开更多

关键词 石英微机械(mems)陀螺 检测模块 锁定放大器 等效输入信号

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微机械陀螺仪的新进展及发展趋势 被引量：15

13

作者 许昕 何杰 +1 位作者 王文 卜继军 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第4期588-595,共8页

微机械陀螺仪是陀螺技术和微电子机械系统(MEMS)技术结合产生的新一代惯性器件。根据其工作原理和采用材料的不同,微机械陀螺可分为硅基微机械振动陀螺(Si-MVGs)、微机械压电振动陀螺(PVGs)和悬浮转子式微机械陀螺等。该文介绍了微机械... 微机械陀螺仪是陀螺技术和微电子机械系统(MEMS)技术结合产生的新一代惯性器件。根据其工作原理和采用材料的不同,微机械陀螺可分为硅基微机械振动陀螺(Si-MVGs)、微机械压电振动陀螺(PVGs)和悬浮转子式微机械陀螺等。该文介绍了微机械陀螺仪的主要参数指标和应用,对硅基微机械振动陀螺(Si-MVGs)、微机械压电振动陀螺(PVGs)和悬浮转子式微机械陀螺的最新研究进展作了综合性报道,讨论了微机械陀螺未来的发展趋势。 展开更多

关键词 硅基微机械陀螺 微机械压电振动陀螺 石英微机械陀螺

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石英微陀螺的机械耦合问题研究 被引量：7

14

作者 谢立强 吴学忠 李圣怡 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期131-134,共4页

通过研究石英微陀螺的机械耦合误差,对理想和非理想陀螺进行了机械建模和分析,推导出了微陀螺的敏感输出信号和机械耦合的关系公式。通过仿真,讨论了机械耦合与陀螺各参数之间的关系和相互影响程度。

关键词 微机械陀螺 机械耦合 石英

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微机械陀螺的发展现状 被引量：37

15

作者 李新刚 袁建平 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期289-301,共13页

随着对微电子机械系统(MEMS)的深入研究和取得的进展,属于MEMS研究内容之一的微机械陀螺,在汽车工业需求的推动下,已经成为过去几十年内广泛研究和发展的主题。微机械陀螺与传统机械式陀螺、固体陀螺、光学陀螺等相比,具有成本低、尺寸... 随着对微电子机械系统(MEMS)的深入研究和取得的进展,属于MEMS研究内容之一的微机械陀螺,在汽车工业需求的推动下,已经成为过去几十年内广泛研究和发展的主题。微机械陀螺与传统机械式陀螺、固体陀螺、光学陀螺等相比,具有成本低、尺寸小、重量轻、可靠性高等优点,其精度正不断得到提高,应用领域也随之不断扩大.本文首先简要介绍了微机械陀螺的定义及特征、性能指标、工作原理、分类以及加工技术,随后对己出现的不同类型微机械陀螺的结构、加工方式、工作原理以及性能进行了综述,最后对微机械陀螺的商业化现状以及发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 微机械陀螺 发展现状 微电子机械系统 mems 结构特点 工作原理 加工方法 哥氏加速度 汽车

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MEMS陀螺仪的一种实用标定法 被引量：27

16

作者 宋丽君 秦永元 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第3期372-374,378,共4页

主要介绍了一种微机械系统(MEMS)陀螺仪的速率标定法,根据MEMS陀螺仪的输出数学模型,详细推导了如何得到MEMS陀螺仪的输出数学模型中的零漂、刻度因数和安装误差,并在得到其标定系数后将其封装在C函数中进行验证实验。通过实验数据分析... 主要介绍了一种微机械系统(MEMS)陀螺仪的速率标定法,根据MEMS陀螺仪的输出数学模型,详细推导了如何得到MEMS陀螺仪的输出数学模型中的零漂、刻度因数和安装误差,并在得到其标定系数后将其封装在C函数中进行验证实验。通过实验数据分析可知,MEMS陀螺仪速率标定法原理简单,易于实现,且精度较高。此标定法所得到的MEMS陀螺仪输出数学模型能较准确地反映其输出,且MEMS陀螺仪的线性度有所改善。 展开更多

关键词 微机械系统(mems)陀螺仪 误差模型 速率标定 刻度因数 安装误差 线性度

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静电驱动微机械梳状陀螺仪中典型结构的可靠性研究 被引量：4

17

作者 刘凤丽 郝永平 高连兴 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期72-75,共4页

以经过结构参数优化后的微机械陀螺仪为研究对象,针对其梳齿驱动器、悬臂梁和平行板电容器这三种典型结构,分析了影响其结构可靠性的因素,验证了梳齿驱动器结构参数满足了稳定性要求;得到了感测平行板电容器的临界电压,讨论了平行板的... 以经过结构参数优化后的微机械陀螺仪为研究对象,针对其梳齿驱动器、悬臂梁和平行板电容器这三种典型结构,分析了影响其结构可靠性的因素,验证了梳齿驱动器结构参数满足了稳定性要求;得到了感测平行板电容器的临界电压,讨论了平行板的弯曲变形的影响;为保证悬臂梁的可靠性,限定了陀螺仪的工作量程。 展开更多

关键词 可靠性 微机械陀螺仪 典型结构 mems

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基于遗传算法的微机械陀螺的多学科设计优化 被引量：4

18

作者 李伟剑 苑伟政 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期170-174,共5页

基于micro electro mechanicalsystem(MEMS)技术的微机械陀螺是集传感器、致动器、检测与控制等于一体的复杂多学科交叉系统 ,其整体特性是各个子系统综合作用的结果。在充分考虑工艺、结构、电路、工作环境等多学科或因素的约束条件下 ... 基于micro electro mechanicalsystem(MEMS)技术的微机械陀螺是集传感器、致动器、检测与控制等于一体的复杂多学科交叉系统 ,其整体特性是各个子系统综合作用的结果。在充分考虑工艺、结构、电路、工作环境等多学科或因素的约束条件下 ,提出微机械陀螺的多学科概念设计模型。以陀螺的灵敏度最大为优化目标 ,利用遗传算法对设计模型进行全局优化 ,获得初步的最优设计方案 。 展开更多

关键词 微机械陀螺 多学科设计优化 遗传算法 mems 微机电系统 有限元

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一种双自由度双级解耦微机械陀螺的特性分析 被引量：1

19

作者 陈伟平 韩天 +2 位作者 王浩 陈宏 刘晓为 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2391-2394,共4页

为了降低微机械陀螺的机械耦合和改善工作稳定性,提出了一种新颖的双自由度双级解耦微机械陀螺.建立并求解了该陀螺的动力学方程,并从理论上分析了陀螺的系统特性.利用数值求解工具MATLAB模拟了陀螺的幅频特性,结果表明当品质因子从50... 为了降低微机械陀螺的机械耦合和改善工作稳定性,提出了一种新颖的双自由度双级解耦微机械陀螺.建立并求解了该陀螺的动力学方程,并从理论上分析了陀螺的系统特性.利用数值求解工具MATLAB模拟了陀螺的幅频特性,结果表明当品质因子从50变化到1 000时,平坦区带的幅度和相位变化很小.理论和模拟均证实了该陀螺在选择适当的工作区带时,能获得较高的工作稳定性. 展开更多

关键词 mems 微机械陀螺 双自由度 解耦

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微机械叉指换能器声表面波陀螺 被引量：8

20

作者 马晋毅 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第6期442-444,共3页

回顾了声表面波(SAW)陀螺发展史,总结了声表面波陀螺设计思想的变迁,重点介绍了一种新型微机械-叉指换能器(MEMS-IDT)声表面波陀螺。它具有适合标准IC工艺生产的简单二维结构,具备体积小、成本低、便于批量生产以及不用真空封装的特点... 回顾了声表面波(SAW)陀螺发展史,总结了声表面波陀螺设计思想的变迁,重点介绍了一种新型微机械-叉指换能器(MEMS-IDT)声表面波陀螺。它具有适合标准IC工艺生产的简单二维结构,具备体积小、成本低、便于批量生产以及不用真空封装的特点。由于没有普通微机械陀螺的悬浮机构,抗冲击及振动的能力较普通微机械陀螺显著提高。同时,提出了一些迫待解决的问题。 展开更多

关键词 微机械-叉指换能器(mems—IDT) 声表面波(SAW) 陀螺

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