石英微机械陀螺敏感芯片的抗振动分析与改进

石英微机械陀螺是振动惯性器件,而陀螺敏感芯片结构的抗振动能力会直接影响陀螺的性能。由于工作环境的振动会对陀螺的性能产生一定的影响,因此需提高陀螺敏感芯片结构的抗振动能力。该文利用有限元仿真软件对敏感芯片结构进行随机振动仿真分析,通过对敏感芯片结构的优化,提高了陀螺的抗振动能力。     

体微加工技术在MEMS中的应用

微机电系统(MEMS)技术的基础是由微电子加工技术发展起来的微结构加工技术，包括表面微加工技术和体微加工技术。其中体微加工技术是微传感器、微执行器制造中最重要的加工技术。该文主要介绍以加工金属、聚合物以及陶瓷为主的LIGA技术，先进硅刻蚀技术(ASE)和石英晶体深槽湿法刻蚀技术。最后给出用LIGA技术和牺牲层技术制作微加速度传感器的例子。     

薄膜均匀性的分析研究

目前,薄膜在现代科学技术中的重要性与日俱增,基本上各种技术都离不开薄膜。薄膜均匀性在光学、光电及微机电系统(MEMS)等器件的加工工艺中起着不可估量的作用。首先,对点源小面积薄膜均匀性的公式进行理论推导;其次,分析了平面和球面夹具的基片薄膜均匀性公式,并根据这些理论公式着重分析影响薄膜均匀性的各种因素以及改进措施;最后,通过对实验数据的分析研究来不断地改进薄膜均匀性的夹具,改善器件的膜厚均匀性、一致性,从而达到提高器件的稳定性和可靠性,降低生产成本的目的。     

石英微加工技术在微陀螺研制中的应用

利用集成电路演变而来的微加工技术研制的微型陀螺,便于批量生产.其成本低,质量轻,抗冲击.该文介绍了石英微陀螺的基本结构和工作原理,叙述了石英晶体化学各向异性刻蚀的工作机理和加工方法.利用化学各向异性刻蚀加工技术,研制出微型陀螺样机,其主要技术指标:零偏稳定性为15 (°)/h,线性度为0.05% ,分辨率为0.008 (°)/s,带宽为 50 Hz.     

石英微机械陀螺敏感器件的可靠性分析

石英微机械陀螺敏感器件通常采用一体式音叉结构,具有较高的可靠性,但由于在敏感芯片中设计了挠性结构,挠性结构的参数及加工质量是影响器件可靠性的关键因素。分析了敏感芯片挠性结构在外力作用下的应力分布及结构缺陷对其影响,分析了其失效模式。试验结果验证了分析的准确性,分析结果可作为改进敏感器件可靠性的依据。     

多路数据采集与分析系统的设计及应用

介绍了用一台PC机和一台测量仪表组成的8路数据采集与分析系统。该系统可并行测试多个产品，从而降低测试成本，提高工作效率。给出了系统硬件结构和软件流程图，并介绍了该系统在陀螺测试中的应用。     

一种高电场激励效率的石英谐振元件设计

设计了一种谐振梁为双"W"截面形状的石英音叉谐振元件,通过在梁表面凹槽的两端设置深凹槽,有效提高了凹槽侧壁的陡直性,进而提高了电场的激励效率。经仿真对比,相对于"H"形截面的谐振元件,双"W"形截面的谐振元件的压电激励力提高约58%。设计了元件芯片工艺方案,并在直径50cm的晶片上制作出两种截面形状的谐振元件。测试结果表明,双"W"形截面的谐振元件的品质因数(Q)值和导纳分别由2 387、2 143ns提高至2 648、2 346ns,动态阻抗值由548kΩ降至417kΩ。     

石英微机电陀螺的频率干扰特性研究

石英微机电陀螺是一种哥氏（Coriolis）振动陀螺,其敏感芯片采用音叉式结构,工作时音叉处于谐振状态。敏感芯片具有多阶模态,前9阶模态覆盖频率为3~21 kHz。敏感芯片的部分模态易受外部振动影响而导致敏感芯片产生共振,使陀螺产生零位偏移误差,陀螺的零位偏移误差可达0.5 （°）/s。该文分析了敏感芯片模态共振误差机理,提出通过结构错频设计避免外部环境特定频率对敏感芯片的影响,从而抑制了零位偏移误差,零位偏移误差减小到约0.03 (°)/s,提高了陀螺的振动环境适应性。     

石英MEMS陀螺的结构特性分析

介绍了石英微机电系统(MEMS)陀螺的工作原理及敏感芯片的音叉结构特点,采用有限元法分析了敏感芯片的结构特性,并对结构进行优化。利用石英晶体的压电效应,设计了合理的电极布局,并结合敏感芯片结构特点介绍了其微机械加工工艺。通过结构优化和合理的电极布局,提高了石英MEMS陀螺的性能。     

石英微机电陀螺的机械耦合误差研究

石英微机电陀螺是一种利用科里奥利(Coriolis)效应的振动陀螺,工作时敏感芯片处于谐振状态,机械耦合误差是其主要误差源。分析了敏感芯片机械耦合误差因素,提出了驱动与检测模态解耦设计、振动隔离设计及轴对称质量平衡设计改进方案,实验结果表明,通过改进设计,有效抑制了敏感芯片机械耦合误差,提高了陀螺的精度及环境适应性。