石英挠性加速度计量程提高技术研究

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作者 彭志高 王勇 +2 位作者 张占伟 李晓爱 汪胜琴 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第4期603-608,共6页

为提高石英挠性加速度计的量程,分析了石英挠性加速度计量程受限机理,确认电磁反馈力与质量摆质心不重合是加速度计量程受限的主要原因。在此基础上,采用减小加工与装配误差和提高质量摆抗扭刚度的方法来提高石英挠性加速度计量程,并通... 为提高石英挠性加速度计的量程,分析了石英挠性加速度计量程受限机理,确认电磁反馈力与质量摆质心不重合是加速度计量程受限的主要原因。在此基础上,采用减小加工与装配误差和提高质量摆抗扭刚度的方法来提高石英挠性加速度计量程,并通过样机验证了该技术措施的有效性。 展开更多

关键词 石英挠性加速度计 量程 质量摆 质心 电磁力作用中心

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基于自校准技术的半球谐振陀螺正交误差的辨识补偿 被引量：1

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作者 苏鹤鸣 陈朝春 +7 位作者 文路 肖凯 王灵草 韩世川 王涵 林翠平 刘东生 雷霆 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第4期522-525,530,共5页

在静电刚度校正技术的基础上,结合自校准算法,该文提出了一种实时辨识补偿正交误差的理论模型,并在两件套平面电极的半球谐振陀螺上进行了理论仿真和实验验证。结果表明,该方法不仅适用于半球谐振陀螺的力平衡和全角两种工作模式,还适... 在静电刚度校正技术的基础上,结合自校准算法,该文提出了一种实时辨识补偿正交误差的理论模型,并在两件套平面电极的半球谐振陀螺上进行了理论仿真和实验验证。结果表明,该方法不仅适用于半球谐振陀螺的力平衡和全角两种工作模式,还适用于虚拟进动的情况。此外,该文提出的补偿方法不会影响正交环路的控制精度,且对陀螺检测和驱动电路的增益和相位误差不敏感。 展开更多

关键词 半球谐振陀螺 正交误差 自校准技术

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石英挠性加速度计磁路参数研究 被引量：3

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作者 杨峰 王勇 彭志高 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第1期123-126,共4页

从永磁体的长径比、气隙磁场均匀性等参数出发,采用理论计算和仿真分析,对采用钐钴永磁体(Sm 2 Co 17)的石英挠性加速度计磁路进行了设计。在降低永磁体和磁帽高度比的基础上,对两种高度比的磁路气隙磁场均匀性进行了测量,并对优化前后... 从永磁体的长径比、气隙磁场均匀性等参数出发,采用理论计算和仿真分析,对采用钐钴永磁体(Sm 2 Co 17)的石英挠性加速度计磁路进行了设计。在降低永磁体和磁帽高度比的基础上,对两种高度比的磁路气隙磁场均匀性进行了测量,并对优化前后的石英挠性加速度计的标度因数进行了1个月的重复性测试。测试结果表明,优化后的力矩器磁路既能获得较均匀的气隙磁场,也能保持较好的长期性能。 展开更多

关键词 钐钴永磁体 磁路参数 高度比 长期重复性 假设检验

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集成式石英微机械陀螺质量块制作工艺研究

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作者 白顺风 李贵龙 +7 位作者 张挺 谢佳维 董宏奎 王枥 胡爽 曾庆海 李睿杰 简小娟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第5期731-735,共5页

为了满足集成式陀螺芯片对高精度质量块的要求,该文采用电子束镀膜(EBPVD)工艺代替传统的电镀工艺,在石英微机械陀螺芯片音叉端部制作了厚约2μm的质量块,并对质量块厚度均匀性、对准精度一致性及膜层附着力进行了研究。首先,通过调整... 为了满足集成式陀螺芯片对高精度质量块的要求,该文采用电子束镀膜(EBPVD)工艺代替传统的电镀工艺,在石英微机械陀螺芯片音叉端部制作了厚约2μm的质量块,并对质量块厚度均匀性、对准精度一致性及膜层附着力进行了研究。首先,通过调整镀膜高度和角度以满足厚度精度要求;其次,为了保证对准精度,设计了掩膜夹具和位置调整夹具;最后,通过实验确定了最佳镀膜参数。此外,对制作的质量块进行了激光修调实验,经过修调后,陀螺机械耦合误差信号的幅值从初始的301.0 mV降至17.6 mV。 展开更多

关键词 陀螺芯片 机械耦合误差 电子束镀膜 激光修调

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雷达测姿系统加速度计免拆标定方法研究

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作者 王新宇 阳洪 宋军 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第3期471-476,共6页

雷达测姿系统实际上是一种惯性导航系统,长时间未标定会发生加速度计零位变化,直接影响水平测量精度。针对此问题,该文分析了系统误差机理及可观测性,根据实际雷达天线的运动范围,提出了一种免拆卸加速度计零位基准误差补偿方案。此方... 雷达测姿系统实际上是一种惯性导航系统,长时间未标定会发生加速度计零位变化,直接影响水平测量精度。针对此问题,该文分析了系统误差机理及可观测性,根据实际雷达天线的运动范围,提出了一种免拆卸加速度计零位基准误差补偿方案。此方案的标定方法简便,能够有效地识别并估计三轴加速度计的零位误差,补偿后的动态水平基准精度由2′提升至0.5′,适合在不方便拆卸的雷达车等大型设备上使用。 展开更多

关键词 三轴加速度计 可观测性分析 免拆卸标定

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半球谐振陀螺关键技术及其发展趋势

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作者 卜继军 方海斌 +4 位作者 雷霆 杨峰 周闯 方仲祺 谭品恒 《压电与声光》 2025年第4期609-621,共13页

半球谐振陀螺(HRG)具备高精度、高可靠、长寿命等优点,产品已在海、陆、空、天各领域成功应用,相关制造、控制等技术成为振动陀螺领域的热点研究方向,但高精度、工程化HRG的研制依然面临较大技术挑战。结合多年研究基础,首先从理论基础... 半球谐振陀螺(HRG)具备高精度、高可靠、长寿命等优点,产品已在海、陆、空、天各领域成功应用,相关制造、控制等技术成为振动陀螺领域的热点研究方向,但高精度、工程化HRG的研制依然面临较大技术挑战。结合多年研究基础,首先从理论基础、关键技术及其发展等方面,对HRG的动力学模型、结构设计、材料与工艺、控制及误差补偿等技术的现阶段研究成果及存在问题展开了分析和讨论,总结了陀螺制造过程误差辨识及控制方法,提出了性能提升方案。然后介绍了国内外HRG典型产品的性能指标及应用情况,最后展望了HRG的未来发展趋势。 展开更多

关键词 半球谐振陀螺 动力学模型 误差机理 控制技术及误差补偿

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微型半球陀螺平面电极装配方法设计 被引量：3

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作者 杨峰 梅松 +3 位作者 林丙涛 肖凯 雷霆 方海斌 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第1期142-145,共4页

微型半球陀螺采用静电激励和电容检测技术实现陀螺的振型控制及信号读取,电容间隙的装配工艺是陀螺的关键工艺之一。该文对采用平面电极的微型半球陀螺装配工艺进行了探索,并根据谐振子的结构尺寸计算了装配误差的控制范围,设计了一种... 微型半球陀螺采用静电激励和电容检测技术实现陀螺的振型控制及信号读取,电容间隙的装配工艺是陀螺的关键工艺之一。该文对采用平面电极的微型半球陀螺装配工艺进行了探索,并根据谐振子的结构尺寸计算了装配误差的控制范围,设计了一种采用精密垫片实现微小间隙的装配方法,该方法通过垫片的厚度控制电容间隙。对采用此方法装配的陀螺电容间隙进行测量,并测试了封装后的陀螺性能,结果表明,电容间隙可控制在(12±3)μm。在力平衡模式下,陀螺样机的零偏稳定性达7.3(°)/h,量程为±300(°)/s,验证了装配方法的可行性。 展开更多

关键词 微型半球陀螺 平面电极 装配方法 精密垫片 零偏稳定性

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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

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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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一种高灵敏度石英微机械陀螺敏感器件 被引量：1

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作者 林丙涛 蒋昭兴 +2 位作者 江黎 赵建华 李文蕴 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期390-393,共4页

针对石英晶体各向异性的特点,设计了一种驱动梁为双"W"截面形状的石英音叉微机械陀螺,通过在驱动梁表面凹槽两端设置深凹槽,有效提高了凹槽侧壁的陡直性,进而提高了驱动梁内部电场的激励效率和陀螺灵敏度。采用有限元仿真的方... 针对石英晶体各向异性的特点,设计了一种驱动梁为双"W"截面形状的石英音叉微机械陀螺,通过在驱动梁表面凹槽两端设置深凹槽,有效提高了凹槽侧壁的陡直性,进而提高了驱动梁内部电场的激励效率和陀螺灵敏度。采用有限元仿真的方法,分析了不同截面形状的驱动梁压电激励力的相对大小,优化设计了陀螺芯片结构参数。依据陀螺芯片的结构,设计了合理的工艺方案并在3英寸石英圆片上制作出了三种驱动梁截面形状的陀螺器件,测试结果表明,相对于矩形驱动梁截面的陀螺芯片,双"W"形驱动梁截面的陀螺芯片的灵敏度提高约60%。 展开更多

关键词 微机械陀螺 凹槽 灵敏度 各向异性刻蚀

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半球陀螺敏感单元充放电效应防护设计与分析 被引量：1

10

作者 杨勇 简福斌 +5 位作者 方海斌 方针 张巧云 周强 余波 张乐 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期892-895,共4页

半球陀螺作为卫星姿态控制系统的核心部件,在空间应用领域受到辐射环境的影响,其充放电效应是威胁卫星安全的重要因素之一。该文介绍了半球陀螺敏感单元空间、充放电效应的影响,分析了敏感单元的材料基底,提出了充、放电效应防护设计、... 半球陀螺作为卫星姿态控制系统的核心部件,在空间应用领域受到辐射环境的影响,其充放电效应是威胁卫星安全的重要因素之一。该文介绍了半球陀螺敏感单元空间、充放电效应的影响,分析了敏感单元的材料基底,提出了充、放电效应防护设计、敏感单元外壳屏蔽层厚度设计与分析等措施,减小了敏感表头充放电效应的影响。分析与试验结果表明了该设计的可行性和实用性。 展开更多

关键词 半球陀螺 敏感单元 充放电效应 防护设计

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一种高电场激励效率的石英谐振元件设计

11

作者 林丙涛 林日乐 +2 位作者 林朝营 赵建华 李文蕴 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期840-842,共3页

设计了一种谐振梁为双"W"截面形状的石英音叉谐振元件,通过在梁表面凹槽的两端设置深凹槽,有效提高了凹槽侧壁的陡直性,进而提高了电场的激励效率。经仿真对比,相对于"H"形截面的谐振元件,双"W"形截面的... 设计了一种谐振梁为双"W"截面形状的石英音叉谐振元件,通过在梁表面凹槽的两端设置深凹槽,有效提高了凹槽侧壁的陡直性,进而提高了电场的激励效率。经仿真对比,相对于"H"形截面的谐振元件,双"W"形截面的谐振元件的压电激励力提高约58%。设计了元件芯片工艺方案,并在直径50cm的晶片上制作出两种截面形状的谐振元件。测试结果表明,双"W"形截面的谐振元件的品质因数(Q)值和导纳分别由2 387、2 143ns提高至2 648、2 346ns,动态阻抗值由548kΩ降至417kΩ。 展开更多

关键词 石英 谐振器 凹槽 电场激励效率 动态阻抗 品质因数(Q)

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检测误差对半球谐振陀螺进动因子的影响分析

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作者 韩世川 林翠平 +2 位作者 陈婷婷 雷霆 卜继军 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第2期226-230,共5页

全角(WA)模式的半球谐振陀螺(HRG)进动因子只与球壳谐振子的物理尺寸有关,但由于读出电极非正交耦合及间隙失配、检测电路增益误差等检测误差,导致进动因子的周向一致性退化。该文首先对理想半球谐振陀螺的进动因子进行了理论推导,然后... 全角(WA)模式的半球谐振陀螺(HRG)进动因子只与球壳谐振子的物理尺寸有关,但由于读出电极非正交耦合及间隙失配、检测电路增益误差等检测误差,导致进动因子的周向一致性退化。该文首先对理想半球谐振陀螺的进动因子进行了理论推导,然后针对检测误差对进动因子的影响进行了分析,结合具体的全角模式控制电路与算法,提出了检测误差的校正方法,最后通过实验验证了该校正方法的有效性。实验结果表明,进动因子的周向一致性提升了2个数量级。 展开更多

关键词 半球谐振陀螺(HRG) 全角(WA)模式 进动因子 检测误差

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周向漂移对全角模式半球陀螺性能的影响

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作者 方海斌 方仲祺 +2 位作者 谭品恒 雷霆 戴明月 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第4期508-511,共4页

全角模式半球陀螺在海陆空领域有广泛的应用前景。制造误差的存在将导致陀螺存在周向漂移。该文分析了周向漂移的特点,讨论了陀螺零偏对惯导系统定位误差的影响,从系统角度对周向漂移的影响进行了分析,并对周向漂移两种处理方法的可行... 全角模式半球陀螺在海陆空领域有广泛的应用前景。制造误差的存在将导致陀螺存在周向漂移。该文分析了周向漂移的特点,讨论了陀螺零偏对惯导系统定位误差的影响,从系统角度对周向漂移的影响进行了分析,并对周向漂移两种处理方法的可行性进行了分析。分析表明,周向漂移影响舒拉周期振荡的幅度,但不会引起经度误差发散,经度误差发散由残余零偏引起。陀螺周向漂移的大小不等同于陀螺最终性能的漂移,对于精度为0.05~0.1(°)/h的陀螺,周向漂移控制在30(°)/h内即可。 展开更多

关键词 半球谐振陀螺 全角模式 周向漂移

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高结构对称性微半球陀螺设计与制造 被引量：1

14

作者 梅松 杨峰 +6 位作者 文路 卢昱瑾 贺韵祺 陈朝春 韩世川 雷霆 林丙涛 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第2期220-225,共6页

针对陀螺高精度小型化需求,该文设计了一种微半球陀螺结构,建立微半球陀螺三维有限元模型,研究了微半球谐振子结构对称性对陀螺性能的影响规律。提出了谐振子圆度及1~4阶质量不对称误差的评价方法,实现了谐振子制造工艺优化,优化后的谐... 针对陀螺高精度小型化需求,该文设计了一种微半球陀螺结构,建立微半球陀螺三维有限元模型,研究了微半球谐振子结构对称性对陀螺性能的影响规律。提出了谐振子圆度及1~4阶质量不对称误差的评价方法,实现了谐振子制造工艺优化,优化后的谐振子圆度误差≤2μm,在此基础上研制了微半球陀螺样机。结果表明,封装后陀螺样机的周向品质因数(Q)值分布为(9.024~9.183)×10^(5),均匀性为±0.87%;速率模式下,陀螺量程为±20(°)/s时,陀螺零偏不稳定性为0.0138(°)/h,角度随机游走为0.0068(°)/√h,展现了高结构对称性微半球陀螺的性能潜力。 展开更多

关键词 微型半球陀螺 圆度误差 质量不对称 品质因数(Q)值均匀性 零偏不稳定性

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基于加速退化模型的加速度开关贮存寿命评估 被引量：5

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作者 王勇 夏昌福 郭茂 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第3期484-488,共5页

贮存寿命是长使用周期、高可靠性产品的重要考核指标之一。为评估某型加速度开关的贮存寿命,该文采用温度应力四量级水平恒定应力加速试验方法研究了加速度开关的退化过程,并将阿伦尼斯加速模型与漂移布朗运动相结合,建立了产品的可靠... 贮存寿命是长使用周期、高可靠性产品的重要考核指标之一。为评估某型加速度开关的贮存寿命,该文采用温度应力四量级水平恒定应力加速试验方法研究了加速度开关的退化过程,并将阿伦尼斯加速模型与漂移布朗运动相结合,建立了产品的可靠性模型。最后采用极大似然和最小二乘法对试验数据进行了拟合分析。结果表明,某型加速度开关在100℃的加速量级下,其等效贮存年限可达33年,满足产品有效贮存期的要求。 展开更多

关键词 阿伦尼斯模型 布朗运动 加速退化试验 温度应力 贮存寿命

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