Области использования многокомпонентных гироскопов и акселерометров: авиа- и автомобилестроение, робототехника, системы автоматики, медицинская бытовая техника, мобильные телефоны, смартфоны. Полученные в работе методы проектирования микрогироскопов и микроакселерометров могут быть применены для проектирования других видов МЭМС, которые представляют собой резонатор и содержат гребенчатые электродные структуры, выполняющие роль датчиков или актюаторов. Разработанная конструкторская, технологическая и программная документация позволит обеспечить перевод результатов в стадию ОКР и создание отечественных конкурентноспособных многокомпонентных МЭМС. В результате решения научной задачи будут созданы датчики, соответствующие мировому уровню, которые найдут применение на гражданском и военном рынке. Разработана конструкция кремниевого модуля многокомпонентного гироскопа-акселерометра, состоящего из двух одинаковых сенсоров, повёрнутых относительно друга на 90° (рис. 1). Возбуждение первичных колебаний сенсора 1 (XZ-сенсор) производится вдоль оси Y, сенсора 2 (YZ-сенсор) – вдоль оси X. Сенсор 1 измеряет угловые скорости вокруг осей X и Z, сенсор 2 измеряет угловые скорости вокруг осей Y и Z. Каждый сенсор (рис. 2) гироскопа-акселерометра состоит из двух модулей, имеющих одинаковую структуру, но движущихся по первичным колебаниям в противоположных направлениях. Для вибростойкости и уменьшения квадратурных погрешностей применены развязывающие рамки и антифазные первичные колебания. Исследовано влияние дефектов отклонения от заданного значения наиболее важных конструктивных параметров, влияющих на масштабный коэффициент. Для оценки влияния точности изготовления МЭМС-сенсора были созданы численные модели с искусственно внесенными отклонениями от требуемых ключевых параметров конструкции. На основании проведённого КЭ анализа разработаны конструкции упругих подвесов, имеющие меньшую температурную чувствительность, проведён модальный, электростатический, тепловой анализ трёхкомпонентных модулей микрогироскопов. Выбором параметров конструкции обеспечивается требуемое соотношение частот первичных и вторичных колебаний (рис. 4). Проведено системное моделирование гироскопа-акселерометра. Применена система автоподстройки частот первичных и вторичных колебаний (рис. 5). Изготовление подвижных сенсорных структур осуществляется по технологии «кремний на стекле» (рис. 6). В ходе проведения исследований разработана методика
Скачать презентацию Области использования многокомпонентных гироскопов и акселерометров авиа- и
a3af17a16ed69d61e8485f543c9c1997.ppt