微慣性技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢(shì)講義-wenkub
2023-01-25 23:02:55 本頁面
【正文】 ，隧道電流硅微加速度計(jì)具有靈敏度 高、信噪比大、動(dòng)態(tài)范圍廣等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的新型傳感器。 ? :MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué) 和生物等多種學(xué)科，并集中了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多尖端成果。 ? 2以 硅為 主要材料， 機(jī)械電器 性能 優(yōu)良。 MEMS是多種學(xué)科的交叉融合，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，目前已成功地應(yīng)用于汽車、電子和軍事等行業(yè)。 美國： 微電子機(jī)械系統(tǒng)（ MEMS） （ MicroElectroMechanicalSystem） 歐洲： 微系統(tǒng)技術(shù)（ MST） （ MicroSystemTechnology） 日本： 微機(jī)械（ Micromachine ） MEMS簡(jiǎn)介 微機(jī)電系統(tǒng)的尺寸 在微小尺寸范圍內(nèi)，機(jī)械依其特征尺寸可以劃分為 110毫米的小型 (Mini)機(jī)械， 1微米一 1毫米的微型機(jī)械以及 1納米一 1微米的機(jī)械。 ? :用 硅微加工工藝在一片硅片上可同時(shí)制造成百上千個(gè)微型機(jī)電裝置或完整的 MEMS。 微慣性器件類別 ?微機(jī)電加速度計(jì) ?微陀螺儀 微加速度計(jì)、微陀螺儀外觀 微機(jī)電加速度計(jì)發(fā)展 ? 1977年，美國斯坦福大學(xué)首先采用各向異性蝕刻與微光刻技術(shù)制成一種開環(huán)微型加速度計(jì)，并于 20世紀(jì) 8O年代初首次投放市場(chǎng)，隨后許多公司也紛紛仿效研制。 國內(nèi)微機(jī)電加速度計(jì)技術(shù)的研究始于 20世紀(jì) 90年代初，清華大學(xué)、中國電科集團(tuán)第 13研究所、 49研究所、中國航天科技集團(tuán)時(shí)代電子公司、上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、北京大學(xué)、東南大學(xué)、中北大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)一重慶大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京理工大學(xué)、南京理工大學(xué)等多個(gè)單位先后從事這方面的研究工作，研制出的產(chǎn)品已能滿足中低精度的需求。 微機(jī)械陀螺儀 (MEMS gyroscope)主要有 轉(zhuǎn)子式 、振動(dòng)式 微機(jī)械陀螺儀和 微機(jī)械加速度計(jì)陀螺儀 三種 。 微機(jī)械陀螺特點(diǎn) MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理 ， 將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成和角速度成正比的直流電壓信號(hào) ， 其核心部件通過摻雜技術(shù) 、 光刻技術(shù) 、 腐蝕技術(shù) 、 LIGA技術(shù) 、 封裝技術(shù)等批量生產(chǎn)的 ， 它主要特點(diǎn)是 優(yōu)點(diǎn)： 1. 體積小 、 重量輕 、 功耗低 。/s 缺點(diǎn)： 目前，各種微機(jī)械陀螺的角速度測(cè)量精度相對(duì)較低， 漂移較大。 4. 測(cè)量范圍大 ， 一些 MEMS 陀螺儀測(cè)量范圍可高達(dá)數(shù)千 176。 / sec ]地球轉(zhuǎn)速 ： 4 . 2 10 3176。/s 大氣 100μV/186。/s / 復(fù)旦 雙質(zhì)量塊 電容驅(qū)動(dòng) 壓阻檢測(cè) 電橋輸出176。/h左右 ， 還將進(jìn)一步提高到 103 176。 智能手機(jī)中 汽車中 空中無線鼠標(biāo)中 數(shù)碼相機(jī)中 智能機(jī)器人中 應(yīng)用舉例 應(yīng)用前景展望 在 MEMS中還存在著大量具有挑戰(zhàn)性的力 、 磁 、電等問題需要研究 , 對(duì)這些問題的有效解決則將會(huì)加快推動(dòng)微機(jī)械陀螺儀技術(shù)的發(fā)
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