电容式环形微机电振动陀螺的设计

• 作者: 刘俊 寇志伟 张英杰 曹慧亮 石云波
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 微机电系统 环形微机电陀螺 敏感结构 电容电极 加工工艺
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 842-848
• 页数: 7页
• 分类号: TP212|TH703
• 字数: 2593字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20192704.0842

摘要

针对环形振动陀螺结构对称、模态特性参数相同与抗干扰特性好的特点,提出了一种新型的电容式环形微机电振动陀螺.设计了S形弹性支撑梁形式的硅基环形振动陀螺敏感结构,并仿真分析了陀螺的工作模态与幅频响应特性.根据环形振动陀螺的动力学特性,研究了陀螺的机电接口形式与硅基电极的设置方法,建立了硅基电极的电学参数模型与陀螺的角速度敏感模型.基于深离子刻蚀技术设计了简单可行的传感器制备流程,并成功制备了陀螺的敏感结构.实验测试结果显示,该环形微机电振动陀螺驱动与检测模态的谐振频率分别为9 028.86 Hz与9 036.15 Hz,品质因数分别为25 051与25 026,标度因数为0.589 7 mV/((°)·s-1).实验结果验证了陀螺设计与研究方法的正确性,为高性能硅基微机电陀螺的研制提供了一种可行的方案.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘俊	中北大学电子测试技术国防科技重点实验室	181	1162	17.0	24.0
2	石云波	中北大学电子测试技术国防科技重点实验室	108	610	14.0	20.0
3	寇志伟	中北大学电子测试技术国防科技重点实验室	35	95	6.0	8.0
5	曹慧亮	中北大学电子测试技术国防科技重点实验室	13	24	3.0	4.0
6	张英杰	中北大学电子测试技术国防科技重点实验室	4	9	2.0	2.0