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《北京邮电大学》 2010年
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电容式微机械陀螺仪的研究

徐晓强  
【摘要】: 微电子机械系统(MEMS)技术加工的微机械陀螺仪具有体积小、重量轻、成本低、容易批量化生产等优点,当前在许多领域具有非常广阔的应用。而且,电容式微机械陀螺仪是目前微机械传感器研究的重点。 本文围绕一种典型的静电驱动电容检测微机械陀螺仪,针对其技术特点,从其结构设计,工艺流程以及性能检测等不同的方面,对其进行了相应的介绍与研究。 文章首先介绍了国内外微机械陀螺仪的发展现状,然后介绍了陀螺仪工作的基本理论基础。同时,针对微机械陀螺仪的结构,介绍了静电梳齿驱动原理、电容检测原理的相关理论。 然后,对微机械陀螺的动力学特性进行研究,并且采用有限元对其进行模拟,分析其主要几何尺寸对其模态的影响。根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配,优化了其结构尺寸。 其次,结合当前先进的MEMS加工技术,从工艺的角度,介绍了微机械陀螺仪在加工过程中涉及到的主要MEMS工艺,并对加工流程和工艺进行研究,设计了MEMS陀螺仪整套加工过程的一般流程。作为生产微机械陀螺仪最核心的内容,芯片的成功设计与加工具有非常重要的意义。 最后部分是陀螺仪芯片的测试,在前面章节设计与加工的基础上,对陀螺仪的裸芯片进行测试,包括芯片的合格性测试与性能测试,分析实际产品与理论分析是否一致。验证了陀螺仪设计方案的合理性与可行性。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V241.5

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