微型惯性测量系统及其应用

目的　对微机电系统 ( MEMS)和微型惯性测量系统的国内外现状、国家政策进行介绍 ,讨论微型惯性测量系统 ( MIMS)应用技术 .方法　结合世界各国政府对该技术的政策导向和我国的对策 ,在应用技术方面 ,采用系统优化、设计专用集成电路并采用抗高过载方法 .结果与结论　模块化集成方法能够满足部分需求 ,已在我国一些重大型号上获得应用 .微型惯性测量系统是今后需要重点研究的微机电系统之一 .     

惯性测量系统误差分析

本文对惯性测量系统的误差特性进行了理论分析,推导了运动状态下惯性测量系统的误差状态方程,根据系统动态矩阵的特征值分析得出系统误差存在着三种频率振荡,并给出了简化后的误差状态方程和方程的解析解,最后对重力场异常引起的定位误差进行了讨论     

微机电系统及其应用

概述了微机电系统（MEMS）的发展历史及基本技术原理,介绍了MEMS技术在航空航天、医药卫生、光学器件、微能源等方面的应用情况,并对其以后的发展作出展望.     

基于MEMS的惯性测量系统

采用低成本的MEMS陀螺仪与加速度计研制板上级惯性测量单元,对陀螺仪的静态和动态性能测试结果表明,研制的MIMU达到速率级精度,可用于速率、姿态阻尼系统或与其它传感器组合应用于飞控系统。     

微机电系统——二十一世纪的新兴产业

本文介绍了纳米技术和微机电系统的定义,精微细加工的种类,并对微机电系统的发展现状和应用前景作了论述.     

压阻式微型压力传感器敏感结构设计

在设计某一压阻式压力传感器特定敏感结构的过程中,对出现的技术难题进行了研究。文中的第2部分设计了弹性膜片的典型结构;第3部分设计了压敏电阻的尺寸以及阻值;第4部分使用ANSYS软件分析了弹性膜片在不同压力作用下的应力、应变分布,确定了压敏电阻在弹性膜片上的最佳分布位置。分析结果表明:压敏电阻距离弹性膜片边缘越近,灵敏度越高。同时计算了不同外界压力载荷和不同位置条件下压敏电阻的电压输出变化情况,提取了敏感膜片的固有频率和响应时间。文中响应时间曲线表明:所设计的微型压阻式压力传感器响应速度快,稳定时间仅为1.0×10~(-5)s。     

无陀螺微惯性测量组合的优化算法研究

无陀螺微惯性测量组合是利用线加速度计空间的组合解算法载体的角速度，同时测量载体的轴向加速度，构成惯性测量组合，应用该方法可以设计出适用的中等精度惯性导航系统，在国外学者研究的基础上改进了9加速度计的模型，提出一种新疆的解算算法，抑制了迭代误差，该算法利用传感器的冗余信息直接求得所测量的角度速度的绝对值，及时修正微分方程的解，减少了解微分方程组所带来的累积误差，降低了惯性测量组合的漂移，经过仿真计算验证了该方案的可行性。     

AFRL成功进行微机电系统惯性测量单元飞行试验

美国空军研究实验室（AFRL）对用于联合定向攻击武器（JDAM）系统的微机电系统（MEMS）惯性测量单元（IMU）进行了飞行试验，这种微机电系统惯性测量单元可用于JDAM系统的数据采集和特性评测。飞行试验表明，MEMSIMU可提供稳定的导航性能和精确的武器制导性能．特别是辅以全球定位系统（GPS）时，导航性能更稳定且精度更高。试验数据将有助于美国空军（AF）进一步开发MEMSIMU技术．以满足未来包括JDAM在内的空载武器的更高需求。     

微机电系统的研究与应用

主要介绍了微机电系统的发展、设计与传统的加工工艺,并对MEMS的应用及发展前景作了简要概述。     

Scaling Analysis and its Applications of Electrostatic Micromotors

An electrostatic micromotor is compared with a conventional electromagnetic micromotor, and the scaling effect of driving forces is analysed according to their different operation principles. Characteristic dimension L represents the linear scale of micromotors. Electromagnetic driving force is proportional to high-order power of characteristic dimension L whereas electrostatic driving force is not. So, in micro domain, the effect of electrostatic force is larger than that of electromagnetic force, which makes electrostatic micromotor more competitive against electromagnetic alternative in MEMS. In assessing the performance of a micromotor, the power per unit volume and efficiency are the two most important criteria. Hence, the two kinds of micromotors are further compared from these two aspects. The results indicate that electrostatic a micromotor has higher power per unit volume and efficiency, moreover, its structure is simple, it can be made sufficiently small. For those advantages of electrostatic micromotors, they can be used in optical devices, aerospace equipment and medical instruments.     

MEMS惯性传感器的系统级建模技术研究

阐述了基于多端口组件网络的MEMS建模方法——把MEMS器件分割为多个功能结构部件，并建立其参数化多端口组件模型，通过组件端口的相互联结形成的网络表征整个MEMS器件。根据物体的相对运动理论并采用能量法表述了建立微惯性器件的组件模型的一般方法。在此研究基础上，形成了MEMS的可重用组件模型库并以此建立了一电容式微陀螺的系统级模型。仿真结果表明多端口组件网络方法是快速建立和仿真MEMS系统级模型的有效方法，而物体的相对运动理论和能量法对建立惯性MEMS的组件模型具有普遍指导意义。     

MEMS惯性测量组件的温度误差补偿模型研究

为了减少温度对MEMS惯性测量组件测量精度的影响,将MEMS加速度计、陀螺的零偏和标度因数统一进行温度建模,再用非线性回归法辨识出模型中的各项参数,然后采用逐步回归分析法对模型进行优化,对优化的模型方程和方程中各系数做进一步的显著性检验.对比温度误差补偿前后的试验结果表明,经过补偿后的加速度计和陀螺在全温范围内误差分别保持在10mg和0.04(°)/s以内,尤其是低温时补偿效果明显,最大约10倍,验证了温度误差补偿方法的有效性.采用该补偿方法,能有效降低温度的非线性对精度的影响,从而提高全温范围的测量精度.     

微机电系统的研究及未来

本文综述微机电系统(MEMS)的研究背景、含义、意义、现状及应用前景,并提出我国发展MEMS研究的策略.     

微机电系统在航天器中的应用

小小的微机电系统（MEMS）在巨大的航天器构件的维护中能起关键作用。美国阿肯色州立大学的研究人员开发了一种灵敏的MEMS器件，它可以被整合到一个膨胀构件中，尽管它还不到２．５cm，但它可对构件的局部（张力和振动）和全局（系统的运动压力）进行监控。膨胀结构有很多用途，应用范围从通信天线至太阳能帆板。如太阳能帆板这样一个构件，可以被折叠压缩成一个书桌大小，打开后可有１．７km宽。然而，一个大型构件常常要受到放射线的损害或由于微小陨石的撞击出现小洞。柔性结构可以漂移，可以从原始位置处轻微移动，又能够保持恒定，…     

微机电系统技术进展

概述了微机电系统(MEMS)的发展史，综述了微机电系统(MEMS)领域所涉及的微材料、微机械设计和模拟、微细加工技术，微封装和测试等关键技术的研究现状．从微构件、微传感器、微执行器和专用MEMS集成系统等4方面的典型器件和典型系统，介绍了微机电系统在当今社会各个领域的广泛应用．     

MEMS微型气体富集器的研究进展

气体富集器是为了改善分析仪器的探测极限而设置在探头之前的一个采样和富集装置,采用MEMS技术制作的微型气体富集器与传统的富集器相比,由于热容量小,因而能在更小的功耗下获得更快的升温速率,从而显著地提高富集效率。该文对MEMS微型气体富集器的研究现状进行了综述,重点从吸附面积、气流大小、温升快慢、流场设计等方面对富集器的各种结构进行了综合分析比较,并介绍了相控加热以及微阀集成两种技术提高富集率的基本原理。     

基于惯性测量单元的欠驱动球形机器人惯性参数辨识

针对欠驱动球形机器人,提出基于惯性测量单元的惯性参数辨识方法。首先,根据Kane方法建立欠驱动球形机器人的动力学模型;其次,利用该模型中的三个欠驱动方程推导出球形机器人惯性参数辨识模型;最后,以一种新型的球形机器人为实验平台,根据安装在球形机器人框架上的惯性测量单元实测信息,对本文方法进行实验验证。实验结果表明,辨识结果具有合理性。该方法简单可行,为其他欠驱动机器人惯性参数辨识提供了一种新的思路。     

微机械电磁继电器的研究

为了电磁继电器的微型化和提高生产效率,基于微机电系统(MEMS)加工技术提出并试制出一种微机械电磁继电器.这种微继电器由底层磁路、平面励磁线圈和活动电极(衔铁)构成比较完整的磁路,依靠励磁线圈的电流来控制其开关动作,微继电器体积约为5mm×5mm×0.4 mm,其制作工艺主要采用光刻、溅射、电镀和腐蚀牺牲层等常规微加工工艺;同时,利用磁路模型进行了电磁力的理论计算,利用其结果对活动电极尺寸和励磁线圈匝数进行了优化设计,给出了试制的微继电器样品的初步测试结果,励磁线圈阻抗约300Ω,触点导通阻抗约1.7Ω,励磁电流约50mA时可使继电器可靠吸合.