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基于质量刚度解耦的三波腹嵌套环MEMS陀螺结构优化设计
被引量：
1
1
作者
高凯
李青松
+5 位作者
张勇猛
路阔
王鹏
许一
李斌
肖定邦
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1451-1456,共6页
相比于经典的二波腹嵌套环式MEMS陀螺,三波腹嵌套环式MEMS陀螺具有工作频率高,抗干扰能力强等一系列优点,但是由于其工作频率高,环谐振状态下的热弹性损耗随之提高。针对这一问题本文采用了一种基于质量刚度解耦的质量块悬挂方法。该方...
相比于经典的二波腹嵌套环式MEMS陀螺,三波腹嵌套环式MEMS陀螺具有工作频率高,抗干扰能力强等一系列优点,但是由于其工作频率高,环谐振状态下的热弹性损耗随之提高。针对这一问题本文采用了一种基于质量刚度解耦的质量块悬挂方法。该方法在基本不改变陀螺结构刚度的情况下,通过在嵌套环结构上悬挂质量块来提升陀螺的有效质量,从而可以按照需求合理降低陀螺的工作频率,降低其由热弹性阻尼带来的能量损耗,提升陀螺结构的整体性能。经COMSOL仿真软件的验证,我们优化了质量块的悬挂方式,避免陀螺振动时质量块的偏移,并且确定最佳的质量块悬挂环数为2环,而后在同一张<100>硅片上制作了优化前后的两种嵌套环式MEMS陀螺进行实验对比。实验测试结果表明:采用的质量块悬挂优化方式成功实现了质量刚度解耦,提升陀螺结构的品质因数3.12倍,降低陀螺由于加工缺陷带来的频率裂解3.37倍。
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关键词
嵌套环陀螺
性能优化
质量刚度解耦
灵敏度
热噪声
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职称材料
题名
基于质量刚度解耦的三波腹嵌套环MEMS陀螺结构优化设计
被引量：
1
1
作者
高凯
李青松
张勇猛
路阔
王鹏
许一
李斌
肖定邦
机构
国防科技大学智能科学学院
出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1451-1456,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51575521)
文摘
相比于经典的二波腹嵌套环式MEMS陀螺,三波腹嵌套环式MEMS陀螺具有工作频率高,抗干扰能力强等一系列优点,但是由于其工作频率高,环谐振状态下的热弹性损耗随之提高。针对这一问题本文采用了一种基于质量刚度解耦的质量块悬挂方法。该方法在基本不改变陀螺结构刚度的情况下,通过在嵌套环结构上悬挂质量块来提升陀螺的有效质量,从而可以按照需求合理降低陀螺的工作频率,降低其由热弹性阻尼带来的能量损耗,提升陀螺结构的整体性能。经COMSOL仿真软件的验证,我们优化了质量块的悬挂方式,避免陀螺振动时质量块的偏移,并且确定最佳的质量块悬挂环数为2环,而后在同一张<100>硅片上制作了优化前后的两种嵌套环式MEMS陀螺进行实验对比。实验测试结果表明:采用的质量块悬挂优化方式成功实现了质量刚度解耦,提升陀螺结构的品质因数3.12倍,降低陀螺由于加工缺陷带来的频率裂解3.37倍。
关键词
嵌套环陀螺
性能优化
质量刚度解耦
灵敏度
热噪声
Keywords
Nested Ring Gyro
performance optimization
mass stiffness decoupling
sensitivity
thermal noise
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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被引量
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1
基于质量刚度解耦的三波腹嵌套环MEMS陀螺结构优化设计
高凯
李青松
张勇猛
路阔
王鹏
许一
李斌
肖定邦
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
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