| 抗过载环形 MEMS 固体波动陀螺设计加工与测试 |
| |
| 引用本文： | 曹慧亮,郭天琪,申 冲. 抗过载环形 MEMS 固体波动陀螺设计加工与测试[J]. 仪器仪表学报, 2022, 43(5): 1-7 |
| |
| 作者姓名： | 曹慧亮 郭天琪 申 冲 |
| |
| 作者单位： | 中北大学电子测试技术重点实验室 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金(51705477)；;山西省重点研发计划项目(202003D111004)资助； |
| |
| 摘 要： | 本文针对传统MEMS振动陀螺在经历高过载过程无法存活且冲击前后参数变化大的问题，开展了抗高过载MEMS固体波动环形微机械陀螺设计、加工和测试方面的研究工作。首先，提出了全对称梁的陀螺结构形式，该结构能够有效的减小冲击过程在结构中造成的应力残留，配合止挡机构以及灌封技术能够提升陀螺在冲击过程中的存活能力，并在此基础上推导了陀螺的动力学方程和敏感轴冲击振荡运动函数，指出了敏感轴冲击模态的固有频率越高、品质因数越小则越有利于提高陀螺在敏感轴上的抗冲击特性。其次，利用有限元分析软件对陀螺结构进行了模态分析和冲击特性仿真，结果显示在15 000 g@10 ms的冲击作用下，陀螺的最大位移和应力分别为9.46μm和99.6 MPa,保证了陀螺结构具有较好的抗冲击裕度。再次，利用较为成熟的玻璃-硅键合和深硅刻蚀工艺实现了陀螺结构的加工，结合陶瓷封装实现了陀螺结构的真空封装，并基于驱动闭环和检测开环回路搭建了陀螺的测试系统。最后，在实验室环境下利用冲击台实现了对陀螺样机的冲击测试，冲击过程(脉宽0.6 ms)出现了多个5 000 g以上的峰值，最大峰值为16 050 g,陀螺响应时间约为1 s,冲击前...
|
| 关 键 词： | MEMS陀螺仪 抗过载 敏感轴冲击 冲击测试 |
Design, fabrication and test of high overload resistance MEMSsilicon-based ring wave gyroscope |
| |
| Cao Huiliang,Guo Tianqi,Shen Chong. Design, fabrication and test of high overload resistance MEMSsilicon-based ring wave gyroscope[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2022, 43(5): 1-7 |
| |
| Authors: | Cao Huiliang Guo Tianqi Shen Chong |
| |
| Affiliation: | 1.Science and Technology on Electronic Test & Measurement Laboratory, North University of China |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | MEMS gyroscope anti-high-overload sensitive axis impact shock test |
|
| 点击此处可从《仪器仪表学报》浏览原始摘要信息 |
|
点击此处可从《仪器仪表学报》下载免费的PDF全文 |
