| 微机械开放式z轴射流陀螺敏感机理的研究 |
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| 引用本文： | 朴林华,朴然,常兴远,胡永辉.微机械开放式z轴射流陀螺敏感机理的研究[J].压电与声光,2018,40(1):19-23. |
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| 作者姓名： | 朴林华 朴然 常兴远 胡永辉 |
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| 作者单位： | （1.北京信息科技大学 北京市传感器重点实验室，北京 100101；2.北京工业大学 信息学部，北京 100124） |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（60772012）；北京市自然科学基金重点项目&北京市教委科技计划重点基金资助项目（KZ201511232034）；北京市重点实验室开放课题资助项目；北京市新世纪百千万人才工程培养资助项目；现代测控技术教育部重点实验室资助项目 |
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| 摘 要： | 揭示了一种基于开放式气流通道的微机械z轴射流陀螺的敏感机理。采用基于流固耦合的三维瞬态有限元分析法,计算了敏感元件内部气流场,并给出了数学模型。计算和测试结果表明:敏感元件内有一开放式的气流通道,分别设置两个入口和一个出口,气流在压电泵的驱动下,由两个入口进入并汇聚,由喷口喷出的气流在射流敏感室形成射流敏感体并从出口流出。在静止条件下,射流敏感体相对热线r1和r2对称分布,作为电桥两个臂的热线r1和r2之间的速度梯度βx=0,电桥平衡,输出电压为0;有角速度输入时,射流敏感体在哥氏力的作用下沿着z轴发生偏转,射流敏感体相对热线r1和r2不再对称分布,βx随着角速度的增加而加大,在其他材料和结果参数不变的情况下,由于射流敏感体与热线r1和r2不对称的热量交换,热线r1和r2的电阻发生不对称的改变,导致电桥失去平衡,电桥输出与输入角速度成正比的不平衡电压。在±120(°)/s的输入范围内,陀螺灵敏度为2.0μV/(°)·s-1],非线性度优于0.5%,功耗为5.2mW,热线电阻为3Ω,热线电阻温度系数为2 600℃-1。这种微机械开放式z轴陀螺敏感元件内气流由开放的入口和出口之间形成定向流动,无需气流在敏感元件内循环,敏感元件结构简单。
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| 关 键 词： | 角速度 开放式气流通道 射流陀螺 敏感机理 灵敏度 |
Research on the Sensitive Mechanism of Open z-axis Fluidic Gyroscope Based on MEMS |
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| PIAO Linhu,PIAO Ran,CHANG Xingyuan,HU Yonghui.Research on the Sensitive Mechanism of Open z-axis Fluidic Gyroscope Based on MEMS[J].Piezoelectrics & Acoustooptics,2018,40(1):19-23. |
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| Authors: | PIAO Linhu PIAO Ran CHANG Xingyuan HU Yonghui |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | angular velocity open airflow channel fluidic gyroscope sensitive mechanism sensitivity |
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