微機械陀螺阻尼特性分析及低阻尼比結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、傳感器技術(shù)是一項令當今世人矚目的迅猛發(fā)展起來的高新技術(shù)，它是新技術(shù)革命和信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)，陀螺是慣性傳感器中的一種重要器件。本文在充分調(diào)研和分析國內(nèi)外微機械陀螺的基礎(chǔ)上，針對當前的工藝條件和應(yīng)用背景，提出一種基于體硅工藝的新型MEMS結(jié)構(gòu)的微機械陀螺，并對該結(jié)構(gòu)進行了仿真和分析以及對相關(guān)的性能進行了計算。
　　本文所設(shè)計的是一種新穎的直梁式雙級解耦差分電容振動微機械陀螺結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，驅(qū)動和檢測方面均采用靜電梳齒結(jié)構(gòu)，而

2、且梳齒均采用的是變面積形式的，這使得結(jié)構(gòu)有很小的阻尼系數(shù)和很大的品質(zhì)因子。采用雙級解耦的設(shè)計來隔離驅(qū)動模態(tài)和檢測模態(tài)，使二者的運動相互獨立，從而避免了同頻干擾。采用直形梁結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)的彈性梁是為了有效的避免耦合現(xiàn)象和增大驅(qū)動頻率。同時，文中設(shè)計出了新型的陀螺結(jié)構(gòu)，并對該結(jié)構(gòu)進行了ANSYS有限元仿真的靜態(tài)和模態(tài)分析，抗過載分析等。針對設(shè)計的陀螺結(jié)構(gòu)，進行了壓膜阻尼和滑膜阻尼的研究和計算，計算出本結(jié)構(gòu)的品質(zhì)因子為164.3。還對結(jié)構(gòu)進行了