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题名微机械陀螺的刻蚀误差特性分析
被引量:4
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作者
郝淑英
齐成坤
罗昔柳
冯晶晶
高芬
张琪昌
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机构
天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室
天津理工大学机械工程学院
北京宇航系统工程研究所
天津市非线性动力学与混沌控制重点实验室
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出处
《动力学与控制学报》
2017年第2期157-162,共6页
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基金
国家自然科学基金(11372210
11602169
+1 种基金
11102127)
天津市应用基础与前沿技术研究计划项目(16JCQNJC04700)~~
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文摘
微陀螺仪结构上的腐蚀凹槽或腐蚀腔可以由深层反应离子刻蚀技术得到,加工过程中存在的刻蚀误差对微陀螺的固有频率、输出精度和稳定性有重要的影响.采用有限元分析软件ANSYS建立了一种梳状微机械陀螺的有限元分析模型,采用解析的方法并通过Matlab数学软件进行仿真,研究了由于加工误差导致微梁过度刻蚀对微陀螺驱动模态、检测模态、固有频率、带宽、灵敏度的影响.结果表明,微梁刚度和微陀螺固有频率随着刻蚀角度的增大而增大;最大过度刻蚀角度为±2度时,其驱动模态和检测模态的固有频率的变化率均超过了14%;刻蚀误差会导致微陀螺工作模态降阶,以及干扰模态介于与驱动和检测模态之间且与驱动模态频率相近,这会严重影响微陀螺的输出精度;带宽随过度刻蚀夹角增大而减小,灵敏度随过度刻蚀夹角的变化而发生不规律变化;当刻蚀角度介于0°~1.5°时,微陀螺的灵敏度将高于无刻蚀误差时微陀螺的灵敏度.
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关键词
硅微陀螺
刻蚀误差
固有频率
带宽
灵敏度
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Keywords
silicon micro gyroscope, etching error, inherent frequency, bandwidth, sensitivity
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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