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《电子科技大学》 2011年
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一种新型微机械陀螺仪的结构与检测系统研究

温姣  
【摘要】:微机械陀螺仪具有体积小、重量轻、动态性能好、能耗少、成本低、可靠性高、易于数字化、智能化和集成化等优点,针对商业应用和军事方面对惯性导航技术的极大需求,分析了国内外硅微机械陀螺仪的发展现状,本文提出了一种新型结构的梳状音叉振动式微机械陀螺仪,并从陀螺仪整体结构设计、静电梳齿驱动结构设计、微陀螺仪动态性能优化仿真、驱动电路与微弱信号检测、总体接口电路设计以及加工工艺等方面进行了系统性地分析研究。 论文首先以梳状音叉振动硅微陀螺仪作为研究分析结构,根据Coriolis效应与微机械陀螺仪的工作原理,对振动式微机械陀螺动力学方程进行理论分析,讨论了微陀螺仪执行器的驱动方式与微弱信号检测的相关技术。 在此基础上,论文提出了一种新型结构的梳状音叉振动式硅微机械陀螺仪,详述了整体结构尺寸设计,驱动梳齿结构及微弱信号检测结构设计、利用Ansys软件对整个系统进行模态仿真分析、静电梳齿的参数化分析与静电场分析以及多物理场的耦合分析。 论文分析了微机械陀螺仪稳定工作的条件,进行了总体电路的研究。分析了各控制电路,采用锁相环技术实现了驱动模态的恒定频率和振幅的控制,给出了一种通用的微机械陀螺仪的电路控制方案。 最后探讨了梳状音叉双线振动微机械陀螺仪相关的制造工艺。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V241.5

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 童志义,赵晓东;国内外MEMS器件现状及发展趋势[J];电子工业专用设备;2002年04期
2 熊斌,黄小振,王跃林,王渭源;一种新型微机械陀螺的研究[J];高技术通讯;2002年09期
3 李炳乾,朱长纯,刘君华;微电子机械系统的研究进展[J];国外电子元器件;2001年01期
4 徐小云 ,颜国正 ,丁国清;微电子机械系统(MEMS)及其应用的研究[J];测控技术;2002年08期
5 张均红;赵君辙;;惯性导航中陀螺仪的研究现状及发展趋势[J];科协论坛(下半月);2008年07期
6 李新刚,袁建平;微机械陀螺的发展现状[J];力学进展;2003年03期
7 刘梅;周百令;;硅微陀螺机械热噪声研究[J];仪器仪表学报;2006年S2期
8 陈志勇,高钟毓,张嵘;振动轮式微机械陀螺频率配置和气压选择[J];中国惯性技术学报;2001年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张正福;音叉振动式微机械陀螺结构动态性能解析与健壮性设计[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 祁晓瑾;MEMS高g值加速度传感器研究[D];中北大学;2007年
2 罗源源;基于隧道效应的力平衡式MEMS陀螺仪设计研究[D];中北大学;2007年
3 马宗敏;单芯片集成双惯性器件研究[D];中北大学;2008年
4 管继平;梳状音叉双线振动硅微机械陀螺仪的技术研究[D];电子科技大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钟相强;杨艳红;王立涛;;少齿差减速机内啮合齿轮的有限元分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
2 战颂;徐永君;张均锋;;钢包砼拱形防护门有限元模态分析[J];地下空间与工程学报;2006年06期
3 吴应祥;刘东升;宋强辉;;基于ANSYS概率设计系统的边坡稳定概率分析[J];地下空间与工程学报;2008年06期
4 谢飞;唐小萍;胡松;严伟;;纳米检焦中双相锁相放大器的Simulink建模与仿真[J];微纳电子技术;2010年09期
5 王甲峰;;弱周期信号的时域积分检测法[J];兵工自动化;2007年09期
6 张宁;林春生;庞学亮;于李洋;;复杂海况下舰船微弱信号的时频辨识研究[J];兵工学报;2009年06期
7 何昆鹏;吴俊伟;梁海波;;微型垂直基准仪的陀螺动态误差补偿[J];兵工学报;2010年08期
8 周正干;黄凤英;倪先胜;;超外差接收相敏检波在电磁超声检测中的应用[J];北京航空航天大学学报;2011年03期
9 刘东亮;金永中;邓建国;;梭式窑温度场影响因素的数值模拟[J];山东陶瓷;2006年04期
10 尹春华;陆国华;赵来定;;基于无刷直流电机控制的船载动中通伺服系统[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李利;智浩;李同进;于海蓉;龚奎成;;风洞柔壁喷管中柔板的数值计算[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
2 信卫坡;孙培新;王荣;;有限元分析在硫化机上固定板应力变形计算中的应用[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
3 王灵婕;林吉申;;功能材料在MEMS中的应用及进展[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
4 关淑萍;张燎军;王大胜;;考虑流固耦合的U型结构振动特性[A];首届全国水工抗震防灾学术会议论文集[C];2006年
5 马幸;李杰;刘俊;曲芸;洪慧慧;;Kalman滤波在MEMS陀螺仪随机漂移误差补偿中的应用与实现[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第四届学术年会论文集[C];2007年
6 冯远红;闫文魁;殷继刚;杨风雷;;气肋式充气帐篷力学性能分析与试验[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
7 姜海龙;孙俊忠;杨占录;;MEMS陀螺参数的解耦测试方法研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
8 戴磊;齐俊桐;宋大雷;王启久;韩建达;;基于多传感器融合的组合导航方法研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
9 付垚;徐向阳;谢水生;黄国杰;程磊;和优锋;;激光粉末沉积温度场和应力场的有限元数值模拟[A];中国有色金属学会合金加工学术委员会2008学术年会论文集[C];2008年
10 赵专东;;圆柱面过盈联接仿真与验证[A];2012年全国压力加工设备节能环保及技术创新研讨会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨建强;四频差动激光陀螺相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 张磊;变速器齿轮承载能力分析方法的研究及应用[D];吉林大学;2011年
4 田野;聚合物微机械的飞秒激光加工及驱动研究[D];吉林大学;2011年
5 王延庆;钢表面凹坑纹理的制备及摩擦学性能研究[D];中国矿业大学;2010年
6 胡宁;高通量细胞电融合芯片及实验研究[D];重庆大学;2010年
7 杨海波;多孔硅基MEMS非制冷红外探测器微结构与工艺研究[D];天津大学;2010年
8 崔大朋;一种球形气浮气动陀螺仪的研制及其相关技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 李耀伍;机电集成静电谐波微马达动力学特性研究[D];燕山大学;2011年
10 孙丽波;微板多物理场耦合非线性动力学研究[D];燕山大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
2 逄锦鹏;基于概率灵敏度技术的变电构架可靠性研究[D];郑州大学;2010年
3 崔运涛;基于ARM+DSP的捷联航姿系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 苑海静;船用MEMS航姿测量系统算法研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 石建中;近红外光纤甲烷气体检测系统方案设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 马汉增;微惯性组合惯导系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 邹欢;双层壳体结构水下辐射声场数值预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 覃春花;图象稳定技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马军彦;柴油机连杆应力和变形的计算与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 单志明;基于MSINS/GPS的车载组合导航系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁明权;硅基微机械加工技术[J];半导体技术;2001年08期
2 张威,张大成,王阳元;MEMS概况及发展趋势[J];微纳电子技术;2002年01期
3 王艳华,孙道恒;硅尖的制备[J];微纳电子技术;2003年Z1期
4 曾昭君,石进杰;一种抗大过载微型加速度计研究[J];微纳电子技术;2003年Z1期
5 李立杰;隧道微硅尖的制作技术[J];半导体情报;1999年03期
6 陈永,焦继伟,王惠泉,金仲和,张颖,熊斌,李昕欣,王跃林;大气下工作的微机械陀螺的设计及其噪声特性[J];半导体学报;2005年01期
7 陈宏,鲍敏杭;硅微结构加速度传感器空气阻尼的研究[J];半导体学报;1995年12期
8 赵丽滨,张建宇,王寿梅;精细积分方法的稳定性和精度分析[J];北京航空航天大学学报;2000年05期
9 李玉龙;郭伟国;贾德新;徐绯;;高g值加速度传感器校准系统的研究[J];爆炸与冲击;1997年01期
10 姜璐,于远治,吉春生;陀螺仪在导航中的应用及其比较[J];船舶工程;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 熊斌;栅结构微机械振动式陀螺[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2001年
2 席占稳;MEMS传感器及在引信中的应用研究[D];南京理工大学;2003年
3 董林玺;微机械电容式传感器及其相关特性研究[D];浙江大学;2004年
4 陈永;基于滑膜阻尼效应的音叉式微机械陀螺研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
5 李锦明;高信噪比电容式微机械陀螺的研究[D];中北大学;2005年
6 张正福;音叉振动式微机械陀螺结构动态性能解析与健壮性设计[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄全平;高量程微机械压阻式加速度传感器研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
2 李仁锋;MEMS高g值加速度计设计技术研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
3 李伟;高g值硅微加速度计的结构设计与分析[D];南京理工大学;2005年
4 唐军;单芯片集成加速度计陀螺仪设计研究[D];中北大学;2006年
5 陈鲁疆;复合量程压阻式加速度传感器阵列的研究[D];中北大学;2006年
6 谢建兵;Z轴微机械陀螺的集成设计技术[D];西北工业大学;2006年
7 曹学成;电容式微机械加速度计的研究[D];浙江大学;2007年
8 罗源源;基于隧道效应的力平衡式MEMS陀螺仪设计研究[D];中北大学;2007年
9 王玲;硅微电容式、隧道式加速度计检测技术研究[D];中北大学;2007年
10 张琼;电容式微机械陀螺仪的研究[D];中北大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王广龙,祖静,张文栋;微机械陀螺仪及其应用研究[J];电子测量与仪器学报;1999年02期
2 李宏生;双输入轴微机械陀螺仪的研究与进展[J];中国惯性技术学报;2002年06期
3 谷庆红;微机械陀螺仪的研制现状[J];中国惯性技术学报;2003年05期
4 刘世贵;;陀螺仪的发展概况与前景[J];经营管理者;2010年08期
5 董煜茜,高钟毓,张嵘;一种振动轮式微机械陀螺仪的特性研究[J];中国惯性技术学报;1999年02期
6 董煜茜,高钟毓,张嵘;微机械陀螺仪的性能分析[J];清华大学学报(自然科学版);1998年11期
7 贾建援,王志荣,冯小平;微机械陀螺仪的微结构分析与设计[J];仪器仪表学报;2001年05期
8 何晓磊,苏岩;采用DDSOG工艺加工Z轴微机械陀螺仪实验[J];东南大学学报(自然科学版);2005年04期
9 阮爱武,冯培德,郭秀中;硅微机械陀螺仪的新进展及其方案分析[J];中国惯性技术学报;1998年02期
10 方玉明,茅盘松;内框驱动式硅微型角振动陀螺仪灵敏度研究[J];电子器件;2004年01期
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1 魏静;朱欣华;褚鸿杰;苏岩;;热流微机械陀螺仪检测电路[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
2 秦胜杰;张福学;于小龙;;用于旋转弹姿态控制的微机械陀螺仪组合[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
3 孙博华;蒋玉燕;;静电驱动压电检测微机械陀螺仪的力学分析[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
4 张为斌;方竞;;微机械陀螺仪的理论和设计基础[A];计算力学研究与进展——中国力学学会青年工作委员会第三届学术年会论文集[C];1999年
5 董景新;;石英/硅微机械惯性仪表的研究现状和发展动态[A];惯性技术发展动能发展方向研讨会论文集[C];2004年
6 谢立强;吴学忠;李圣怡;;相关检测与自动增益控制在音叉式石英微陀螺中的应用[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
7 苏岩;裘安萍;;国外MEMS惯性技术研究进展[A];2006年船舶通讯导航学术会议论文集[C];2006年
8 蔡体菁;刘莹;刘勇;宋军;;基于微机械陀螺的IMU/GPS组合导航系统[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
9 余亮琴;罗兵;吴学忠;李圣怡;;微陀螺微弱信号数字处理技术的分析与仿真[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
10 董景新;;微机械惯性仪表在国内外的发展[A];2003年惯性技术科技工作者研讨会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 崔大朋;一种球形气浮气动陀螺仪的研制及其相关技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 熊斌;栅结构微机械振动式陀螺[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2001年
3 任建新;大角速率动调陀螺仪及其应用研究[D];西北工业大学;2001年
4 陈永;基于滑膜阻尼效应的音叉式微机械陀螺研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
5 刘宗林;电容式微惯性器件设计理论与方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 郝颖;动力调谐陀螺仪的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 施芹;提高硅微陀螺仪性能若干关键技术研究[D];东南大学;2006年
8 张正福;音叉振动式微机械陀螺结构动态性能解析与健壮性设计[D];上海交通大学;2007年
9 陈宏;全对称双级解耦微机械振动式陀螺研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 郭秋芬;微型梳状线振动陀螺仪特性及干扰因素影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 温姣;一种新型微机械陀螺仪的结构与检测系统研究[D];电子科技大学;2011年
2 徐晓强;电容式微机械陀螺仪的研究[D];北京邮电大学;2010年
3 杜康;砷化镓基介观压阻型微机械陀螺仪的设计与测试[D];中北大学;2010年
4 管继平;梳状音叉双线振动硅微机械陀螺仪的技术研究[D];电子科技大学;2010年
5 王志飞;全解耦式微机械陀螺仪的研究与设计[D];燕山大学;2012年
6 邓江涛;基于地磁原理的弹体滚转姿态探测装置研究[D];南京理工大学;2010年
7 蒋玉燕;静电驱动压电检测微机械陀螺仪的力学分析[D];暨南大学;2008年
8 王玮;电磁式微机械陀螺结构设计与工艺研究[D];华北电力大学(北京);2008年
9 张兴旺;相机稳定平台设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 黄风建;基于MIMU捷联航姿系统算法研究[D];上海交通大学;2012年
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