版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、MEMSMEMS惯性导航传感器惯性导航传感器背景背景 对大多数导航应用而言,精度并不是最重要的因素,在满足精度的前提下,尽可能降低成本、缩小体积才最重要。MEMS惯性传感器在民用市场已得到广泛应用,在战术级的导航中也开始逐渐应用,这主要受益于利用科里奥利效应制造的各种类型的MEMS 陀螺。目前还没有达到战术级应用的环形激光陀螺和光纤陀螺的精度水平,但MEMS 惯性传感器深具潜力。1.1.位移式位移式MEMSMEMS加速度计加速度计 图为典型的垂向位移式MEMS 加速度计,铰接的摆式质量元件悬挂在玻璃衬底的挠性弹簧上,当有加速度时,该元件可垂直于平面转动。通过检测位于绝缘衬底上2 个电极间电容的
2、变化即可检测加速度。在1g 加速度作用下,质量元件转动角度约为70 rad,也就是电极间距离发生3 10 8m 的变化,电容变化为12fF ( 10 15F 变化) 。对于100 g 15 g 动态范围,要求电极间距离变化分辨率达到3 10 12m,或者22. 5 个电子充电的变化。 图3 为典型平面式位移加速度计,通过检测梳状手指间的电容变化测量质量元件的位移。这种加速度计对平面( 横向) 方向的加速度比对垂向的加速度更加敏感。垂向和横向的加速度计可以组合成三轴加速度计。 图4 为隧道加速度计的概略图。控制电极通过静电作用使悬臂转向隧道位置( 1 um,约20 V) 。伺服机构控制隧道凸点与
3、悬臂之间的间隙保持稳定,从而稳定隧道电流( 约1nA) 。当有加速度时,电极间的电压就会发生变化。这种加速度计的分辨率可以达到10 9 g,但需要低频谐振质量元件和亚埃级分辨率的信号读取元件谐振式MEMS加速度计 谐振式加速度计包括VBAs,既有平面式,也有垂向式。谐振加速度计通过检测质量元件加速运动时,谐振臂谐振频率的变化来测量加速度,而不是检测质量元件的位移。谐振频率的变化可以通过检测电容或者压电而得到。当存在大压力作用于平衡臂或者挠性物体时,通常选用压电谐振器。当挠性物体由于加速运动发生弯曲,也会引起谐振频率变化。静电悬浮MEMS 加速度计 静电悬浮加速度计消除了需要弹性机械支持的限制。
4、理论精度非常高。制造精度降低,可以更加灵活地调整加速度计的带宽和灵敏度,且无需重新设计挠性部件。另外一个显著优点是可以敏感3 个轴向的加速度。主要障碍在于控制回路复杂 图6 为1. 2 mg 的球形质量元件,内置电极直径为1 mm。球的位置通过检测电容获得,闭路静电力控制球的位置。MEMS 制造过程,球和外壳的距离通过在多晶硅的外壳内侧刻蚀而成。为达到太空中测量微重力的性能,静电悬浮加速度计的噪声水平必须优于40 g /槡Hz。2.MEMS 2.MEMS 陀螺陀螺 对于MEMS 惯性系统而言,获得精度合适的陀螺比加速度计更加困难。科里奥利效应是制造振动陀螺的理论基础。原理上,一个质量元件在平面内做正弦振动时,如果该平面同时以角速度 做旋转运动,则在科里奥利效应的作用下,质量元件将垂直于平面做正弦振动,振幅与 成正比关系。通过测量科里奥利效应作用下的运动计算角速度
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- (17)分式方程的应用-七年级数学冀教版暑假作业(含答案)
- 初中+物理欧姆定律课件+人教版物理九年级全一册物理
- 年均增长中的时间问题
- 基本不等式 高一上学期数学人教A版(2019)必修第一册
- Unit+1+Back+to+School+Welcome+to+the+unit Reading+单词复习+导学案 高一英语译林版(2020)必修第一册
- 幼儿园教师培训心得体会8篇
- 体育教师职称述职报告
- 骨干教师个人发展计划(31篇)
- 教师远程培训学习总结范文(32篇)
- 幼儿教师升职称述职报告
- 关于学业质量水平评价的研究-基于《普通高中化学课程标准(2017年版)》
- 税法(第3版)课件:资源税
- 业财融合实训报告总结与反思
- 《电力用户信用评价规范》
- 30题高分子材料工程师岗位常见面试问题含HR问题考察点及参考回答
- 《小学数学单元作业设计的案例研究》开题报告
- 2024年上海市数学高考名校模拟题分类汇编-空间直线与平面含详解
- 中药学专业大学生职业生涯规划书
- 应用文写作(职业通用)全套教学课件
- (高清版)DZT 0211-2020 矿产地质勘查规范 重晶石、毒重石、萤石、硼
- 金融纠纷调解培训课件模板
评论
0/150
提交评论