微机械开放式z轴射流陀螺敏感机理的研究

• 作者: 常兴远 朴林华 朴然 胡永辉
• 来源期刊: 压电与声光
• 学科: 工学
• 关键词: 角速度 开放式气流通道 射流陀螺 敏感机理 灵敏度
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 页码范围: 19-23
• 页数: 5页
• 分类号: TN37
• 字数: 3525字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2018.01.005

摘要

揭示了一种基于开放式气流通道的微机械z轴射流陀螺的敏感机理.采用基于流固耦合的三维瞬态有限元分析法,计算了敏感元件内部气流场,并给出了数学模型.计算和测试结果表明:敏感元件内有一开放式的气流通道,分别设置两个入口和一个出口,气流在压电泵的驱动下,由两个入口进入并汇聚,由喷口喷出的气流在射流敏感室形成射流敏感体并从出口流出.在静止条件下,射流敏感体相对热线r1和r2对称分布,作为电桥两个臂的热线r1和r2之间的速度梯度βx=0,电桥平衡,输出电压为0;有角速度输入时,射流敏感体在哥氏力的作用下沿着z轴发生偏转,射流敏感体相对热线r1和r2不再对称分布,βx随着角速度的增加而加大,在其他材料和结果参数不变的情况下,由于射流敏感体与热线r1和r2不对称的热量交换,热线r1和r2的电阻发生不对称的改变,导致电桥失去平衡,电桥输出与输入角速度成正比的不平衡电压.在±120(°)/s的输入范围内,陀螺灵敏度为2.0μV/[(°)·s-1],非线性度优于0.5％,功耗为5.2 mW,热线电阻为3Ω,热线电阻温度系数为2 600℃-1.这种微机械开放式z轴陀螺敏感元件内气流由开放的入口和出口之间形成定向流动,无需气流在敏感元件内循环,敏感元件结构简单.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	朴林华	北京信息科技大学北京市传感器重点实验室	64	172	7.0	10.0
2	胡永辉	北京信息科技大学北京市传感器重点实验室	3	0	0.0	0.0
3	常兴远	北京信息科技大学北京市传感器重点实验室	4	0	0.0	0.0
4	朴然	北京工业大学信息学部	2	0	0.0	0.0