第6章 惯性元件惯性导航

1、惯性导航原理惯性导航原理 中国民航大学电子信息工程学院中国民航大学电子信息工程学院崔崔 铭铭26.2 6.2 激光陀螺和光纤陀螺激光陀螺和光纤陀螺6.1 6.1 液浮陀螺仪液浮陀螺仪6.3 6.3 加速度计加速度计第六章第六章 惯性元件惯性元件6.4 MEMS6.4 MEMS3 惯性导航系统是一种精密测量系统，包括两种基本惯性元件即陀螺和加速度计。惯导中使用的陀螺要比陀螺仪表要求高。1.精度高。陀螺仪的精度指标是漂移角速度，即正常工作时自转轴偏离起始位置的速度。中等精度不大于0.01度/小时，常规不大于2度/小时。产生漂移主要原因:（1）制造工艺引起的轴承摩擦力矩；（2）重心与支点不重合引起的

2、不平衡力矩；（3）引线和输电装置的摩擦和弹性力矩等干扰力矩使 陀螺产生进动造成的。电子信息工程学院42.测量范围大。要求陀螺测量的最大角速度与最小角速度的比值大。如捷联系统中，要求最大能测400度/秒，最小能测0.001度/小时，其比值高达 。而常规陀螺的测量范围要低得多，如某速率陀螺的测量范围为最大27度/秒，最小0.1度/秒，比值为270。3.工作角度非常小。最大工作角度为角分、角秒级，这是为了最大限度地避免交叉耦合误差。这就对惯导级陀螺仪的标度系数的线性度、稳定度、工作环境、可靠性等要求都非常严格。91.4 10电子信息工程学院5l 按照自转轴相对于壳体具有的转动自由度，按照自转轴相对于

3、壳体具有的转动自由度，可以分为可以分为二二自由度自由度/ /三三自由度陀螺。自由度陀螺。l 按照陀螺仪的转子按照陀螺仪的转子支撑支撑方式，可以分为方式，可以分为框架框架/ /液浮液浮/ /气浮气浮/ /动调动调/ /静电陀螺仪等。静电陀螺仪等。l 按照陀螺仪的按照陀螺仪的输出输出形式，可以分为角速形式，可以分为角速率率/ /角速率积分陀螺仪。角速率积分陀螺仪。l 按照陀螺仪的按照陀螺仪的精度精度，可以分为，可以分为惯性惯性级级（随机漂移小于（随机漂移小于0.010.01/h/h）/ /次次惯性级惯性级/ /常规常规级陀螺仪级陀螺仪陀螺仪的分类陀螺仪的分类电子信息工程学院66.1 6.1 液浮陀

4、螺仪液浮陀螺仪 液浮陀螺仪主要包括二自由度浮子积分陀螺仪和三自由度液浮陀螺仪。一 浮子积分陀螺仪1.组成（1）二自由度陀螺仪；（2）等效阻尼器 装在内框轴上；（3）角速度传感器 敏感内框轴转动角；（4）力矩器 与外加电流成正比。电子信息工程学院72 2 工作原理工作原理 当陀螺绕测量轴当陀螺绕测量轴转动转动 ，根据二自由度陀螺进，根据二自由度陀螺进动动特点，陀特点，陀螺沿内框轴产生陀螺力矩，使陀螺绕内框轴进动，其进动螺沿内框轴产生陀螺力矩，使陀螺绕内框轴进动，其进动角加角加速度速度为为 ，角速度角速度为为 ，进动角进动角为为 。在理想情况下，可得。在理想情况下，可得积分陀螺微分方程为：积分陀螺

5、微分方程为： 其中其中 为阻尼系数。为阻尼系数。 当当稳态稳态时，即时，即 ，陀螺力矩与阻尼力矩平衡，陀螺力矩与阻尼力矩平衡，得：得：00ttyDHdtdtKxDyJKHyDK0DyKH内框转角为：内框转角为： 陀螺转子绕内框轴陀螺转子绕内框轴进动角度进动角度为基座绕测量轴转动为基座绕测量轴转动角速度角速度的的积分积分，即，即积分陀螺仪积分陀螺仪名称的由来。名称的由来。电子信息工程学院8 3 3 结构结构电子信息工程学院9 为保证积分特性，使输出信号（陀螺转子绕内框轴进动角度）与输入信号（基座绕陀螺的输入轴的转动角速度）成线性关系，积分陀螺仪的内框转角要很小，在角分、角秒（1度=60角分，1角

6、分=60角秒）范围内，需采取以下措施：（1）减小动量矩 ，即陀螺尺寸很小，转速也不太高。 JH2iihmJ电子信息工程学院10（2 2）增大阻尼系数）增大阻尼系数 。为此把。为此把转子转子和和叉架叉架密封装在密封装在一个一个圆柱形浮筒内圆柱形浮筒内，浮筒用宝石轴承支承在壳体上，在，浮筒用宝石轴承支承在壳体上，在浮子浮子组件组件( (内框组件内框组件) )与壳体之间充有比重很大的与壳体之间充有比重很大的氟化物氟化物液体。使浮力液体。使浮力等于等于浮子重量，作用点与浮子浮子重量，作用点与浮子重心重心重（在重（在陀螺支点上），达到陀螺支点上），达到全浮全浮状态，支承轴状态，支承轴不承受不承受负载，负

7、载，减减小小内框轴上的内框轴上的摩擦力矩摩擦力矩，提高陀螺，提高陀螺精度精度和和灵敏度灵敏度。通常。通常用温控系统保持用温控系统保持7272度恒温，提高度恒温，提高稳定性稳定性。（3 3）由于输出角）由于输出角 很小，要有高灵敏度，高精度的角很小，要有高灵敏度，高精度的角位移传感器，一般采用高精度的位移传感器，一般采用高精度的微动同步器微动同步器。（4 4）当工作时间较长时，内框偏转角）当工作时间较长时，内框偏转角也会增大，因也会增大，因此积分陀螺仪一般都与随动系统相配合，因而内框轴上此积分陀螺仪一般都与随动系统相配合，因而内框轴上还装有力矩器，以产生外力矩平衡陀螺力矩。还装有力矩器，以产生外

8、力矩平衡陀螺力矩。DK电子信息工程学院114 4 应用应用1 1）测角速度测角速度 陀螺信号传感器陀螺信号传感器的的输出输出接到反馈放大接到反馈放大器器输入输入端，经放大后端，经放大后加到陀螺仪力矩器绕加到陀螺仪力矩器绕组上，产生力矩组上，产生力矩抵消抵消掉掉陀螺力矩，通过测陀螺力矩，通过测量电流大小，计算后量电流大小，计算后得到角速度值。得到角速度值。电子信息工程学院122 2）空间稳定）空间稳定 当基座转动，带动当基座转动，带动平台转动，有平台转动，有输入输入信号，信号，测得输出信号，经放大测得输出信号，经放大传给平台电动机，电动传给平台电动机，电动机经减速器带动平台相机经减速器带动平台相

9、对基座对基座反方向反方向转动。由转动。由于积分陀螺反应快，可于积分陀螺反应快，可保证平台始终被保证平台始终被稳定稳定在在惯性空间位置。惯性空间位置。电子信息工程学院132 2 三自由度液浮陀螺仪三自由度液浮陀螺仪 陀螺房做成陀螺房做成球形球形，将转子密封在里面，球内充上惰，将转子密封在里面，球内充上惰性气体以减小阻力，散热并防止机件氧化。在浮球与壳性气体以减小阻力，散热并防止机件氧化。在浮球与壳体间充满比重较大的液体，产生浮力把浮球全浮起来，体间充满比重较大的液体，产生浮力把浮球全浮起来，减小减小摩擦力矩摩擦力矩，浮液还对浮球转动产生，浮液还对浮球转动产生阻尼力矩阻尼力矩。 三自由度液浮陀螺仪

10、的作用原理与框架式陀螺仪三自由度液浮陀螺仪的作用原理与框架式陀螺仪完全完全一样一样，只是把陀螺房做成，只是把陀螺房做成球形球形，并使之悬浮于液体中，以，并使之悬浮于液体中，以减小和消除减小和消除环架支撑中的环架支撑中的摩擦摩擦。电子信息工程学院14 为了消除摩擦力矩为了消除摩擦力矩影响和提高稳定性，浮影响和提高稳定性，浮球使用球使用磁力定心磁力定心，转子，转子用动压用动压气体轴承气体轴承悬浮，悬浮，陀螺球用陀螺球用液体液体悬浮，这悬浮，这三种措施常称三种措施常称“三浮三浮”技术。技术。 由于三自由度陀螺仪是双输入双输出元件，当不对由于三自由度陀螺仪是双输入双输出元件，当不对陀螺施加控制力矩时，

11、输入输出均是其基座围绕两根正陀螺施加控制力矩时，输入输出均是其基座围绕两根正交轴的交轴的转动角转动角的，故又称位置陀螺。的，故又称位置陀螺。电子信息工程学院156.2 6.2 激光陀螺和光纤陀螺激光陀螺和光纤陀螺6.2.1激光陀螺一 概述 激光陀螺是一种没有机械转子及环架的新型陀螺，利用光腔绕轴旋转时，顺、逆两束光行程发生变化的原理，实际上是能测量旋转角速度的装置，因此属于陀螺，并常用于捷联式惯导系统，有以下特点：1.抗振动和冲击性好由于没有机械旋转部件，它比机电陀螺更能经受振动和冲击，耐冲击高度500g以上，机械式仅耐40g；2.动态范围大从0.001度/小时到100000度/小时；3.可靠

12、性高平均无故障时间达90000小时以上；4.结构简单而坚固，成本低；5.直接输出数字信号，便于计算机处理；6.不需温控系统可有效解决稳定对漂移的影响。电子信息工程学院16 1 1）19131913年，有资料报道了萨格纳克年，有资料报道了萨格纳克( (sagnacsagnac) ) 效应，效应，这就是光学陀螺的基本工作原理。这就是光学陀螺的基本工作原理。 2 2）19251925年，米歇尔逊和盖尔年，米歇尔逊和盖尔(Gale) (Gale) 在芝加哥将这一在芝加哥将这一概念应用到一个周长超过概念应用到一个周长超过1 1英里的环形陀螺上。把普通光送英里的环形陀螺上。把普通光送入抽过真空的水管中，他

13、们当时已能测出地球自转所带来入抽过真空的水管中，他们当时已能测出地球自转所带来的光学偏移。的光学偏移。 3 3）19601960年，麦曼年，麦曼( (MaimanMaiman) )演示了一种激光器，能产生演示了一种激光器，能产生高度平行及单色性极好的电磁能源，频段在紫外与远红外高度平行及单色性极好的电磁能源，频段在紫外与远红外之间，具体波长取决于激光器的介质。之间，具体波长取决于激光器的介质。 4 4）19631963年，第一个环形激光器在斯佩里陀螺公司年，第一个环形激光器在斯佩里陀螺公司(Sperry gyroscope)(Sperry gyroscope)展出。这标志着环形激光陀螺研发的展

14、出。这标志着环形激光陀螺研发的开端。开端。 5 5）约）约10 10 年之后，光纤陀螺问世。年之后，光纤陀螺问世。 光学陀螺的发展概况光学陀螺的发展概况电子信息工程学院17发展：发展：1960 1960 激光器出现；激光器出现；1963 Sperry 1963 Sperry 制成首台激光陀螺制成首台激光陀螺样机；样机；1970s1970s中中 精度突破，达惯性级；精度突破，达惯性级；1980s 1980s 初开始应用于初开始应用于各个领域各个领域 早期研制的机构早期研制的机构HoneywellHoneywell：三角形谐振腔，机械抖动偏频：三角形谐振腔，机械抖动偏频LittonLitton：四

15、边形谐振腔，机械抖动偏：四边形谐振腔，机械抖动偏SperrySperry：三角谐振腔，磁镜偏频：三角谐振腔，磁镜偏频国内研制、应用状况国内研制、应用状况1970s1970s中后期中后期 开始研制；开始研制；19901990前后前后 进入实用；进入实用；1990s1990s中后期中后期 应用达到高峰。应用达到高峰。面临问题面临问题成本较高、体积偏大、不能完全适应捷联系统的要求成本较高、体积偏大、不能完全适应捷联系统的要求电子信息工程学院18电子信息工程学院19二 激光基本知识（P251）1.特点：单色性，相干性，亮度高。2.产生机理:光的自发发射、受激发射和受激吸收；激光产生的条件3.激光器分类

16、：晶体激光器；气体激光器；半导体激光器4.谐振腔：用于产生和贮藏各代光子的机构。三 二频激光陀螺 激光陀螺仪是用来敏感角速度的装置，前身是赛格纳克（saqnac）环形干涉仪。电子信息工程学院201.1.环形干涉仪测量角速度原理环形干涉仪测量角速度原理提出提出：由：由 SagnacSagnac 于于 19131913年年 当干涉仪相对惯性空间无转动，当干涉仪相对惯性空间无转动，则正反绕行的则正反绕行的 A A、B B 两路光程，两路光程， 当干涉仪以当干涉仪以相对惯性空间旋转，相对惯性空间旋转，则会引起两路光程不等。则会引起两路光程不等。224( /4)4abLLLLLcc 4ALc c c远大

17、于远大于LL，上式近似为，上式近似为abLLA A为面积为面积电子信息工程学院21结论结论：环形干涉仪顺、逆两束：环形干涉仪顺、逆两束光程差光程差与被测与被测角速度角速度成成正比正比，该，该结论虽然已正方形环路得到，但对其它形状环路也成立。实用结论虽然已正方形环路得到，但对其它形状环路也成立。实用性分析（性分析（P257P257）说明，灵敏度低，无实用价值。）说明，灵敏度低，无实用价值。2.2.二频激光陀螺原理二频激光陀螺原理 环形干涉仪灵敏度环形干涉仪灵敏度不高不高，主要原因是环路不是，主要原因是环路不是谐振腔谐振腔。光。光在回路中只能绕在回路中只能绕一圈一圈，如采用环形谐振腔，光可在腔内绕

18、，如采用环形谐振腔，光可在腔内绕很多很多圈圈，并产生，并产生谐振谐振。谐振频率一定时，增益大于损耗。当环形谐。谐振频率一定时，增益大于损耗。当环形谐振腔有振腔有转动角速度转动角速度时，时，逆逆时针光束和时针光束和顺顺时针光束的时针光束的谐振频率谐振频率不不同，同，差频差频与与角速度角速度成正比，测量到差频即可测到转动角速度。成正比，测量到差频即可测到转动角速度。使用了激光谐振腔和测量差频后，测量灵敏度比环形干涉仪大使用了激光谐振腔和测量差频后，测量灵敏度比环形干涉仪大大提高，使这个原理有实用价值。大提高，使这个原理有实用价值。电子信息工程学院22 当腔体转动时，正、反行波的谐振频率因所走的光程

19、不同而不同。依据谐振条件(p256)，有:21NLLNLLNLLNLL21LLcNcfLLcNcf2211顺,逆两束激光波长为：对应的激光频率为:两束光的频差为:LAf4电子信息工程学院233.3.激光陀螺的误差激光陀螺的误差（1）闭锁：当输入角速度绝对值小于阈值时，陀螺没有频差输出。主要是由于环路的非均匀性。减小闭锁的办法是提高加工精度，机械抖动偏频法、磁镜法、差动法。（2）比例因子不稳定：输入输出比例因子不恒定。主要原因与激光器的几何形状和尺寸有关。要保持比例因子恒定，采用低膨胀系数的材料做腔体，采用温度补偿等措施。（3）零点漂移误差：没有输入角速度时，有输出。主要原因有流动介质引起的朗谬

20、尔流，磁场影响，出现多膜等。采用完全对称的双阳极共阴极结构并使用稳定分流电路，加磁屏蔽。电子信息工程学院24四四 飞机激光陀螺飞机激光陀螺电子信息工程学院25内内腔腔是是二二频频激激光光陀陀螺螺结结构构电子信息工程学院26飞机激光陀螺组件位置飞机激光陀螺组件位置电子信息工程学院276.2.26.2.2光纤陀螺光纤陀螺一一 概述概述电子信息工程学院28 光纤陀螺仪适应捷联系统需求而出现。基本原理同激光陀螺，只是激光束来自外部，用光导纤维做传播环路。优点：成本低、体积小、重量轻。发展：1970s 光纤技术发展； 1976 年犹它大学瓦里提出设想和演示； 1978 麦道研制出第一个实用光纤陀螺； 1

21、980s后，Littion，Honeywell，Draper 等公司以 及英、法、德、日、苏等国也展开了研制。 国内：1980s初，原理研究、试验（少数大学）； 1980s末，实质性研制； 2000s，进入实用阶段。精度：国外 0.001度/小时；国内 0.01度/小时 电子信息工程学院29二 分类 光纤陀螺从原理上主要分为光纤谐振陀螺和光纤干涉陀螺。1.光纤谐振陀螺 光纤谐振陀螺是从无源腔激光陀螺的基础上改进的，不同点在于：（1）以光纤代替反射镜片组成谐振腔和传播光路；（2）以光耦合器代替透射镜片及半反射镜片对光的输入输 出及分光作用；（3）不能控制腔长，目前精度较低有待改进。电子信息工程学

22、院30 来自 LR 的激光经分束器 SL 分离，从两端进入光纤线圈（谐振器）。光纤陀螺绕输入轴旋转时，两束光的谐振频率改变，频差由两组光检测器和相敏解调器测量，与输入角速度成正比 。PM PM 相位调制器相位调制器PSD PSD 相敏解调器相敏解调器D D 检测器检测器电子信息工程学院312.2.光纤干涉陀螺光纤干涉陀螺 光纤干涉陀螺是根据Sagnac环形干涉原理发展而来的。PM 相位调制器PSD 相敏解调器 SF伺服放大器PT相位变换器电子信息工程学院32电子信息工程学院33高精度光纤陀螺陀螺精度国内最高陀螺精度国内最高零偏稳定性零偏稳定性0.02o/h (1 ）标度因数非线性标度因数非线性

23、50ppm 动态范围：动态范围： 300/s工作温度：工作温度： -40 C +60 C轻小型三轴光纤陀螺国内最小、最轻的三轴组合国内最小、最轻的三轴组合重量重量: 800g 小型中精度光纤陀螺零偏稳定性零偏稳定性0.2o/h (1 ）标度因数非线性标度因数非线性100ppm动态范围动态范围: 500500/s/s重量重量: 200g电子信息工程学院34法国IXSEA公司研制的高精度光纤陀螺精度为0.001/h美国LITTON公司正在研制战略级光纤陀螺精度达10-4 /h量级电子信息工程学院356.3 6.3 加速度计加速度计 惯性导航的基础是对加速度的测量惯性导航的基础是对加速度的测量, ,

24、加速度计用加速度计用来测量飞机的线加速度，提取后通过积分获得速度和来测量飞机的线加速度，提取后通过积分获得速度和位置位置, ,并输出电信号供导航计算和控制飞机。惯导中并输出电信号供导航计算和控制飞机。惯导中重要元件之一，航空导航中应用最广的是重要元件之一，航空导航中应用最广的是液浮摆式液浮摆式加加速度计和速度计和挠性挠性加速度计。加速度计。 加速度本身难以直接测量，因此通过测量敏感质加速度本身难以直接测量，因此通过测量敏感质量块上形成的量块上形成的惯性力惯性力，间接测量载体受到的，间接测量载体受到的加速度加速度。 在惯性空间，加速度计无法区分在惯性空间，加速度计无法区分惯性力惯性力和和万有引万

25、有引力力。因此加速度计的输出反映的是单位检测质量所受。因此加速度计的输出反映的是单位检测质量所受的惯性空间的的惯性空间的合力合力，即惯性力与万有引力的，即惯性力与万有引力的矢量和矢量和。电子信息工程学院36 加速度计的测量值，是载体相对于惯性空加速度计的测量值，是载体相对于惯性空间的间的绝对绝对加速度和导航系统所在地的加速度和导航系统所在地的万有引力万有引力加速度加速度 的和值，称为的和值，称为“比力比力”。（比力。（比力Specific Force Specific Force ） 因此，比力也被称为因此，比力也被称为“非引力加速度非引力加速度”，要想使加速度计的测量值与惯性加速度联系起要想

26、使加速度计的测量值与惯性加速度联系起来，就必须对来，就必须对重力场重力场有所了解。有所了解。电子信息工程学院37l按测量的运动方式分类：线加速度计摆式加速度计( (如：液浮、挠性等 ) )l按支承输出轴的方式分类：宝石液浮挠性电子信息工程学院38l按测量加速度计的原理和工作分类： 宝石轴承摆式 液浮摆式 挠性摆式 陀螺摆式 压阻式 压电式 石英振梁式 激光和光纤式等 电子信息工程学院39l按检测方式是否反馈分类： 开环加速度计（结构简单、易维护） 闭环加速度计(力反馈式加速度计 )l按照精度高低来分类： 高精度 中等精度 低精度电子信息工程学院40一一 摆式加速度计原理摆式加速度计原理 摆式加

27、速度计包括：重锤（摆锤）、平衡弹簧、摆式加速度计包括：重锤（摆锤）、平衡弹簧、输出或显示装置。输出或显示装置。电子信息工程学院41 质量为质量为m m的重锤用臂长为的重锤用臂长为l l的金属挂在转轴的金属挂在转轴y y上。转轴两端用轴承上。转轴两端用轴承支承在壳体上。弹簧内端与转轴固连，外端与壳体固连。当转轴相支承在壳体上。弹簧内端与转轴固连，外端与壳体固连。当转轴相对壳体转动时，可产生一个扭转力矩，其大小与转轴转动的角度成对壳体转动时，可产生一个扭转力矩，其大小与转轴转动的角度成正比，即正比，即 ,(,( 为转轴转角，为转轴转角，k k为弹性系数为弹性系数) )， 的方向是的方向是力求使转轴

28、转过的偏角力求使转轴转过的偏角恢复恢复为零。为零。kMkkM电子信息工程学院42 当飞机有沿当飞机有沿x x轴的加速度是，轴的加速度是，摆锤受惯性力作用方向与加速摆锤受惯性力作用方向与加速度相反。摆锤在惯性力作用下度相反。摆锤在惯性力作用下绕绕y y轴产生轴产生转动力矩转动力矩，使摆和，使摆和y y轴 转 动 ， 偏 离 起 始 位 置 。轴 转 动 ， 偏 离 起 始 位 置 。当很小时，cos 1，sin0得sincosmglkmalamglkmlmglkmal当力矩达到平衡时，转轴停止当力矩达到平衡时，转轴停止转动：转动：aKa电子信息工程学院43二 惯导对加速度测量的要求1.灵敏限小:

29、灵敏限为加速度计能感受的最小加速度值。如不能测量，带来速度误差和距离误差。惯导中要求在10-5g以下。2.摩擦力距小:摩擦力距直接影响到加速度计的灵敏限。惯导用加速度计转轴上的摩擦力距必须控制在9.8*10-9牛顿米以内。这个要求非常苛刻，任何精密仪表轴承无法达到，要特殊支承技术，是加速度计的关键技术。3.量程大：指测量加速度的最大值和最小值的范围。飞机上要求测量的范围为10-5g-6g ，最大可达12g甚至20g。要求转轴转角小，保证输入输出成线性关系。需增大弹簧刚度，采用电弹簧代替机械弹簧，把转角控制在几角秒至几角分之内。电子信息工程学院44三 液浮摆式加速度计 液浮摆式加速度计广泛用于惯

30、导系统中，有两种结构，一种是用弹性扭杆产生弹性力矩的摆式加速度计，另一种是用力矩器产生平衡力矩的摆式加速度计，二者均为液悬浮式。1.弹性扭杆液浮加速度计 由重锤、浮筒、弹性扭杆、信号器、宝石轴承、密封壳体等组成。基本原理与前面所述内容相同，都是用重锤敏感加速度。电子信息工程学院45 空心圆筒把重锤密封起来（浮筒组件），一端通过宝石轴承与壳体相连，另一端用弹性扭杆与壳体相连，弹性扭杆代替前述中的弹簧产生恢复力矩，浮筒与壳体之间充满液体（产生浮力、减少摩擦、增加阻尼）。弹性扭杆刚度不可能做得很大，因此摆的转角不可能很小，输出线性度较差。并受温度影响产生较大误差，用于惯导初期和要求不太高的装置中。电

31、子信息工程学院462.具有平衡回路的液浮摆式加速度计 这种加速度计原理与弹性扭杆是基本相同。不同之处在于，在输出轴上加装一个力矩器取代弹性扭杆，作用相当于弹性扭杆，靠电流控制产生力矩，故称电弹簧。弹性系数可以很大，摆锤转角很小，输出线性度好。设有温控系统，保证浮力和稳定度。也称闭环结构。电子信息工程学院47电子信息工程学院48电子信息工程学院49四 挠性加速度计（p277）1.组成和原理2.特点（1）无支承摩擦力矩（2）温控要求低（3）结构简单电子信息工程学院50电子信息工程学院51电子信息工程学院52l MEMS MEMS（Micro Electro-Mechanical SystemsMi

32、cro Electro-Mechanical Systems）l 1980 1980年代中后期以来，随着微电子、精细加工等技年代中后期以来，随着微电子、精细加工等技术和制造工艺的成熟，术和制造工艺的成熟，MEMSMEMS技术得到了快速的发展。技术得到了快速的发展。l MEMS MEMS技术的发展直接推动着微型传感器的产生、发技术的发展直接推动着微型传感器的产生、发展和展和 应用。采用应用。采用MEMSMEMS技术的惯性传感器技术的惯性传感器微加速度微加速度计计和和微陀螺微陀螺是一类重要的应用广泛的微传感器，直接是一类重要的应用广泛的微传感器，直接促进惯性促进惯性 导航系统向微小型化发展。导航系

33、统向微小型化发展。lMEMSMEMS惯性传感器采用惯性传感器采用腐蚀腐蚀、光刻光刻等集成电路的制造工等集成电路的制造工艺，在艺，在硅硅、石英石英等晶片上直接加工出感应部件和专用等晶片上直接加工出感应部件和专用集成电路集成电路6.4 6.4 微电子机械系统微电子机械系统 MEMSMEMS电子信息工程学院53 电子信息工程学院54国内外MEMS传感器发展概况电子信息工程学院55电子信息工程学院56电子信息工程学院57电子信息工程学院58 JDAMJDAM低成本制导武器低成本制导武器弹道导弹弹道导弹远程空空导弹远程空空导弹舰空导弹舰空导弹电子信息工程学院59电子信息工程学院60电子信息工程学院61 微型飞行器：最大尺寸不超过微型飞行器：最大尺寸不超过1515厘米，续航时间厘米，续航时间20206060分钟，航程达到分钟，航程达到1010公里以上，飞行速度公里以上，飞行速度22224545公里公里/ /小时小时, ,可以携带有效载荷，完成一定任务的飞行可以携带有效载荷，完成一定任务的飞行器。器。电子信息工程学院62AR.Dron