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石英微机械振动陀螺振子的失效分析 被引量:3
1
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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微电子技术在石英微机械振动陀螺中的应用 被引量:7
2
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 微机振动陀螺 陀螺振子 光刻工艺
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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
3
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 陀螺 随机振动 有限元
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石英微机械陀螺抗高冲击能力的优化研究 被引量:9
4
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 陀螺 抗高冲击 优化
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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
5
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 微机振动陀螺 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
6
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
7
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 微机振动陀螺 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
8
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 微机陀螺 振动
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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
9
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 微机振动陀螺 模态耦合 激光修形 加工误差
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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
10
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 振动轮式微机陀螺 欧拉动力学方程 数学模型 工作状况
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振子框架式微机械陀螺的有限元模拟 被引量:5
11
作者 车录锋 熊斌 王跃林 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期481-483,共3页
利用有限元方法 ,研究振子框架式微机械陀螺主要几何尺寸对其固有频率的影响。根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配 ,优化了陀螺的结构尺寸 ,并为结构改进和制备工艺提供理论指导。
关键词 微机陀螺 有限元模拟 振子框式 固有频率 几何尺寸
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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
12
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
13
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
14
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 振动 陀螺 滑膜阻尼 阻尼比 品质因数
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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
15
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 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
16
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 陀螺 敏感芯片 结构解耦
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单片三轴硅微机械振动陀螺仪研究 被引量:2
17
作者 许宜申 王寿荣 王元山 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1034-1038,共5页
设计、制造了一种单片集成三轴硅微机械振动陀螺仪.该器件由两个结构完全相同的单轴水平陀螺仪和一个单轴垂直陀螺仪组合而成,三只单轴陀螺仪均采用静电驱动、电容检测的结构形式.采用体硅溶解薄片法制造了该三轴陀螺仪芯片,并对其在空... 设计、制造了一种单片集成三轴硅微机械振动陀螺仪.该器件由两个结构完全相同的单轴水平陀螺仪和一个单轴垂直陀螺仪组合而成,三只单轴陀螺仪均采用静电驱动、电容检测的结构形式.采用体硅溶解薄片法制造了该三轴陀螺仪芯片,并对其在空气中的驱动性能进行了初步测试.测试结果表明,该单片三轴硅微机械振动陀螺仪驱动模态的实际谐振频率与理论值之间的最大误差小于5%,满足设计要求. 展开更多
关键词 微机振动陀螺 三轴陀螺 体硅溶解薄片法
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微机械陀螺振动特性的等效电学模拟 被引量:1
18
作者 车录锋 熊斌 +1 位作者 黄小振 王跃林 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期279-283,共5页
根据微机械陀螺的动力学方程建立其振动特性的等效电路模型,该模型用电路模拟工具PSPICE实现。利用这个电路模型,可以分析陀螺的振动特性,包括检测振动的瞬态响应和稳态响应,检测振动对输入角速度的频率响应特性,从而可以获得陀螺工作... 根据微机械陀螺的动力学方程建立其振动特性的等效电路模型,该模型用电路模拟工具PSPICE实现。利用这个电路模型,可以分析陀螺的振动特性,包括检测振动的瞬态响应和稳态响应,检测振动对输入角速度的频率响应特性,从而可以获得陀螺工作的优化条件;并为传感器与接口电路的整体模拟打下基础。 展开更多
关键词 微机陀螺 振动特性 等铲电路模型 模拟
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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
19
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 微机陀螺 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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石英微机械陀螺敏感器件减振设计 被引量:1
20
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 陀螺 减振器 有限元
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