耦合结构对音叉式陀螺振动特性的影响

耦合结构对MEMS音叉式陀螺振动特性具有重要影响。针对一种典型结构的音叉式陀螺及其耦合结构,在分析其工作原理的基础上,建立了其驱动模态的振动模型。基于该模型,计算了在陀螺刚度不对称、驱动力幅值不对称及质量不对称3种情况下,该耦合结构对陀螺振动特性的影响。利用有限元仿真软件,对该耦合结构在3种情况下对陀螺振动特性的影响进行了仿真比较。计算与仿真结果表明,当驱动力频率恒定时,耦合结构的刚度对振动特性无影响;但是对于工作在固有频率点的音叉式陀螺,通过改变耦合结构尺寸,能够调整陀螺固有频率,进而对振动特性产生影响。根据结果,提出了音叉式陀螺耦合结构的设计准则。

基于“8悬臂梁-质量块”结构的新颖x轴音叉式硅微机械陀螺

设计、制作并测试了一种新颖的x轴音叉式微机械陀螺,它以"8悬臂梁-质量块"结构来实现Coriolis力的检测,与常见的单层弹性梁-质量块结构相比,具有更好的模态稳定性;大质量块与薄弹性梁的结构设计有助于获得低机械噪声与高灵敏度.采用体硅微机械加工工艺在(111)硅晶圆上试制了基于"8悬臂梁-质量块"结构的微陀螺,由于在(111)晶向上硅的湿法腐蚀速率极其缓慢,而用氧化硅填充的限制槽限定侧向腐蚀范围,因此这套工艺能对双层弹性梁的结构尺寸进行精确控制,获得较小的模态失配.在大气环境中,该陀螺具有±200°/s的量程,角速度灵敏度为0.15mV/(°/s),分辨率约为0.1°/s.

MEMS音叉式振动陀螺仪的动态特性研究

MEMS陀螺仪是MEMS惯性测量组合单元中的重要组成部分,其精度的高低直接影响到整个组合单元的输出精度。本文介绍了MEMS音叉式振动陀螺仪的结构特点及工作机理,主要建立了其误差模型,对原理性误差进行了定性分析,给出了影响其精度的主要干扰源,并提出了误差补偿的方法。