半球谐振陀螺静电驱动建模与分析

该文构建了半球谐振陀螺(HRG)谐振子的静电驱动模型,对半球谐振子的1/2倍、1倍、2倍和更高阶频率电压信号的静电驱动力进行了理论推导分析。结果表明,该文得到的半球谐振子仅对其1/2倍、1倍及2倍谐振频率敏感,对其他频率信号不敏感。并推导出施加不同方式驱动电压信号力的大小,为半球谐振陀螺的驱动和闭环电路设计提供了依据。     

半球陀螺金属化膜层的均匀性模拟分析

该文将光学模拟技术与镀膜工艺结合,采用光线追踪程序来模拟溅射粒子在振子表面膜层的分布状态。通过模拟和相关实验验证,当设备相对角度β=10°、φ=60°时,振子表面膜层的均匀性最高,模拟值与实际测试值匹配度较好,误差在7%以内。     

基于有限元法的半球谐振陀螺谐振子分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了半球谐振陀螺核心部件谐振子有限元模型并进行了模态分析,确定了各阶振动形式和频率,通过与实际测试结果比较,验证了模型的合理性和准确性。分析谐振子结构参数对各阶振型和频率的影响,对其进行了优化设计。优化后的结构工作频率与其他振型频率的差大于1 kHz,有效避免谐振子的工作谐振与其他各阶振动的模态耦合。     

基于平板电极的半球谐振陀螺全角技术研究

全角模式下的半球谐振陀螺是速率积分陀螺,具有测量范围宽、带宽高和精度高等特点。该文对由谐振子和平板电极组成的两件套半球谐振陀螺的全角模式进行了研究,介绍了全角模式振型控制与信号解算方法;通过FPGA+DSP的构架,实现了全角模式半球谐振陀螺振型控制,并解算了驻波方位角。实验数据证实,研制的两件套半球谐振陀螺样机能够实现速率积分陀螺的功能,测量范围达±400 (°)/s,陀螺最大系统漂移20 (°)/h。相对于力平衡模式半球谐振陀螺,其拓宽了半球谐振陀螺的测量范围,为进一步提升全角半球谐振陀螺的精度奠定了基础。     

力反馈模式半球谐振陀螺幅度控制方法优化

半球谐振陀螺(HRG)幅度控制环路用于陀螺的振动激发和振动幅度维持,工作于力反馈模式的半球谐振陀螺,其标度因数与陀螺振动幅度成正比。该文对半球陀螺力反馈模式工作原理进行了理论推导,然后分析了传统幅度控制方式受外界温度变化、电子元器件老化等原因影响,将会导致半球陀螺标度因数发生变化,最后提出了半球陀螺幅度控制的优化方法,在实现相同标度因数稳定性的的情况下,大幅降低电路实现难度。     

半球陀螺谐振子的金属化镀膜工艺技术研究

高品质因数(即高Q值,Q>107)的石英半球谐振子是制造高精度半球谐振陀螺的关键,而球面金属化镀膜工艺是半球振子制造的重要工艺环节。该文介绍了金属化镀膜工艺及其膜层均匀性对谐振子品质因数的影响及降低膜层残余应力的工艺解决方案等。     

半球陀螺封装激光焊“错边”现象探析

半球陀螺激光封焊的主要缺陷是匙孔处凝固裂纹。为解决焊缝气密性难题,在运用激光焊接“小孔效应”原理对焊接过程进行理论分析及相关试验验证的基础上,探讨了焊接接头“错边”结构对防止热裂纹的机理,并据此提出了新的焊接结构。研究结果表明,新结构焊缝裂纹受到抑制,气密性得到了显著提高。