Микромеханические гироскопы (ММГ) в последние годы становятся объектом все более пристального внимания как со стороны разработчиков инерциальных измерителей, так и со стороны потребителей этой продукции. Привлекательными качествами этих приборов, определившими их уникально быстрое развитие, являются чрезвычайно низкая стоимость, высокая надежность и предельно малые габариты, что достигается преимущественно за счет использования групповых технологий микроэлектроники, адаптированных к изготовлению микромеханических устройств. Чрезвычайно важным является и практически полная совместимость механической части приборов и сервисной электроники
Разработкой ММГ занят ряд ведущих зарубежных фирм, таких как Analog Devices, British Aerospace, Draper Laboratory, Northrop, Honeywell Kearfott, Litton, Delco, Ferranti, Sagem, Bosch, Mitsubishi, Murata, Gyrostar и многие другие. Фирмы, используя различную технологическую и конструктивную базу для создания ММГ, разрабатывают свою концепцию их производства. Подавляющее число создаваемых ММГ основаны на использовании технологий кристаллического кварца, пьезокерамики и кремния. Общим для всех ММГ является принцип возбуждения колебаний чувствительной массы или масс и измерения ее перемещений, порождаемых силами Кориолиса при наличии измеряемой угловой скорости. Отказ от классических схем гироскопов с вращающимся ротором не только устраняет наименее надежные узлы прибора, но и существенно упрощает его конструкцию, делая ее совместимой с технологической базой микроэлектроники.
Разработки ММГ ведутся в ЦНИИ “Электроприбор”, ЗАО “Гирооптика”, Раменском РПКБ, на кафедрах университетов СПб ГУАП, СПб ГПУ, МИЭТ, ТРТУ и других.
Высокая перспективность этого направления подтверждается тем, что микросистемной технике выделен отдельный пункт в списке критических технологий Российской Федерации. Основной задачей сегодня является улучшение метрологических характеристик ММГ, что подтверждает первый подпункт. Наиболее важной задачей является проектирование сверхминиатюрных приборов с ранее недостижимыми массогабаритными, энергетическими показателями и функциональными параметрами, создаваемых интегрально-групповыми экономически эффективными процессами микро- и нанотехнологии, а также микроэлектро-механических и микроопто-электромеханических компонентов для контрольно-измерительных, информационно-управляющих и телерадио-коммуникационных систем.
В данной работе предлагается достижение цели улучшения метрологических характеристик ММГ при помощи использования автоколебательных режимов работы и новых конструктивных элементов.
Целью данной работы является разработка микромеханических гироскопов, имеющих более широкий диапазон измерений и большую точность по сравнению с существующими сегодня аналогами, и приближающихся по своим точностным характеристикам к волоконно-оптическим приборам.
- Обзор и анализ разработок микромеханических гироскопов
- Постановка задачи исследования
- Выбор типа модуляции
- Обобщённая структурная схема автоколебательной системы
- Анализ характеристик ёмкостных датчиков положения
- Использование в датчиках положения волоконно-оптических элементов
- Оптические преобразователи
- Сравнительный анализ датчиков силы микромеханических инерциальных датчиков
- Кинематическая схема микромеханического гироскопа
- Получение уравнений динамики
- Моделирование
- Результаты моделирования и анализ характеристик автоколебательного микромеханического гироскопа
- Получение аналитического решения
- Частотный способ получения аналитического решения
- Реализация автоколебательного режима съёма при измерении ускорения
- Расчет себестоимости и плановой цены разрабатываемого микромеханического гироскопа
- Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта
- Технико-экономические показатели
- Разработка вопросов безопасности жизнедеятельности
- Требования к освещению. Расчет осветительной установки
Другое по теме:
Анализ, оценка и обеспечение надежности миниатюрного микромощного радиопередатчика На сегодняшний день создается большое количество новых радиоэлектронных приборов по усовершенствованным технологиям и с использованием современной элементной базы. Одной из основных задач такого проектирования является обеспечение требуемого уровня ...