Разработка методов и методик проектирования многоосевых микромеханических сенсоров угловых скоростей и линейных ускорений

• Автор: Шерова, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 245 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. МИКРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ И ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ
1.1. Анализ принципов построения и особенностей технологической реализации микромеханических сенсоров угловых скоростей и линейных ускорений
1.1.1. Технология объемной микрообработки
1.1.2. Технология поверхностной микрообработки
1.1.3. Смешенная объемно-поверхностная микрообработка
1.1.4. ЬЮА-технология
1.1.5. МиМРэ-технология
1.2. Обзор микромеханических сенсоров линейных ускорений
1.2.1. Осевые сенсоры линейных ускорений
1.2.2, Маятниковые сенсоры линейных ускорений
1.3. Обзор микромеханических сенсоров угловых скоростей
1.3.1. Сенсоры угловых скоростей ЬЬ-типа
1.3.2. Сенсоры угловых скоростей ЬЯ-типа
1.3.3. Сенсоры угловых скоростей ЯЯ-типа
1.3.4. Камертонные и волновые сенсоры угловых скоростей
1.4. Выводы
1.5. Постановка задач диссертационной работы
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДВУХОСЕВЫХ СЕНСОРОВ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ И ЛИНЕЙНЫХ
УСКОРЕНИЙ С ОДНОЙ ИНЕРЦИОННОЙ МАССОЙ
2.1. Разработка конструкции двухосевого микромеханического
сенсора угловых скоростей и линейных ускорений с одной инерционной массой

2.2. Моделирование двухосевого микромеханического сенсора угловых скоростей и линейных ускорений с одной инерционной массой
2.3. Метод и методика проектирования двухосевых микромеханических сенсоров угловых скоростей и линейных ускорений с одной инерционной массой
2.4. Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ДВУХОСЕВЫХ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ УГЛОВЫХ
СКОРОСТЕЙ И ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ С ОДНОЙ ИНЕРЦИОННОЙ МАССОЙ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ РАМКОЙ
3.1. Разработка конструкции двухосевого микромеханических сенсора угловых скоростей и линейных ускорений с одной инерционной массой и промежуточной рамкой
3.2. Моделирование двухосевого микромеханического сенсора угловых скоростей и линейных ускорений с одной инерционной массой и промежуточной рамкой
3.3. Метод и методика проектирования двухосевых микромеханических сенсоров угловых скоростей и линейных ускорений с одной инерционной массой и промежуточной рамкой
3.4. Выводы
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТРЕХОСЕВЫХ СЕНСОРОВ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ И ЛИНЕЙНЫХ
УСКОРЕНИЙ С ДВУМЯ ИНЕРЦИОННЫМИ МАССАМИ
4.1. Разработка конструкции трехосевого микромеханического сенсора угловых скоростей и линейных ускорений с двумя инерционными массами
4.2. Моделирование трехосевого микромеханического сенсора угловых скоростей и линейных ускорений с двумя инерционными
массами
4.3. Метод и методика проектирования трехосевых микромеханических сенсоров угловых скоростей и линейных ускорений с двумя инерционными массами
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.Технологические маршруты изготовления микромеханических сенсоров угловых скоростей и линейных
ускорений
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.Документы о внедрении и использовании
результатов диссертационной работы

основанием 5 (показано условно). Элементы 2 обеспечивают целостность и жесткость в местах сопряжения упругих элементов. Привод какой-либо физической природы (электростатический, электромагнитный и т.д. - на рисунке не показан) функционально входит в состав ЧЭ [17, 60-64].
Принципиальная схема одноосевого ЧЭ сенсора угловых скоростей
1 - ИМ; 2 - жесткий элемент; 3,4 - упругие элементы подвеса; 5 - основание
Рис. 1.
В общем случае привод развивает силу F0 • sin pt (F0, p -соответственно амплитуда силы и частота ее генерации), которая направлена под некоторым малым углом s (sin в ~ в, cos в ~ 1, t - время) к оси X и сообщает ИМ колебания х = Xosinpt (хо — амплитуда колебаний). Мгновенный вектор линейной скорости инерционной массы в РД имеет проекции на оси X и Y [17]:
vx «v-cosf« v; vy « -v • sins « -v• s. (1.5)
При появлении переносной угловой скорости Qz, мгновенный вектор которой направлен в положительном направлении оси Z, возникает ускорение Кориолиса вдоль осей X и Y [17]:
ак =2 Qz-v-s, ак =2 QZ ■ v, (1.6)