矽微機械振動陀螺

內容簡介

本書介紹了靜電驅動式矽微機械振動陀螺和旋轉載體驅動式矽微機械振動陀螺的工作原理，對靜電驅動式和旋轉載體驅動式兩種矽微機械振動陀螺的動力學模型進行分析，求解得到其運動方程。在此基礎上，著重對旋轉載體驅動式矽微機械振動陀螺完整的製作工藝和信號處理等方面進行了介紹。該陀螺作為一種特殊的陀螺，專用於敏感旋轉載體的橫滾或俯仰角速度，如旋轉彈等。

圖書目錄

第一章綜述1

1.1MEMS概述2

1.2旋轉驅動陀螺概述10

1.3本書研究內容20

第二章靜電驅動式矽微機械振動陀螺23

2.1靜電驅動式矽微機械振動陀螺動力學方程23

2.2靜電驅動式矽微機械振動陀螺的原理性誤差35

第三章旋轉驅動陀螺的數學模型41

3.1旋轉驅動陀螺工作原理41

3.2質量運動的數學模型42

3.3誤差分析51

第四章陀螺力學參數計算55

4.1旋轉驅動陀螺矽振動元件結構55

4.2矽質量的轉動慣量57

4.3矽振動元件彈性梁的力學分析與計算59

4.4矽振動元件的振動阻尼66

第五章電容敏感77

5.1電容敏感77

5.2靜電吸合84

第六章陀螺力學性能分析89

6.1載體旋轉角速率對輸出信號的影響89

6.2固有頻率、阻尼比和相位角93

6.3溫度對阻尼係數的影響95

6.4有限元分析和仿真98

第七章信號檢測電路105

7.1電路組成105

7.2電路分析109

7.3電路的溫度誤差117

第八章矽振動元件製作工藝125

8.1濕法腐蝕125

8.2矽振動元件加工工藝流程127

8.3工藝詳細步驟128

第九章陀螺部件的製作及整體封裝139

9.1陀螺結構組成139

9.2陶瓷極板的製作142

9.3“三明治”敏感元件的黏結147

9.4敏感元件與外殼底座的黏結及電極引線的焊接149

9.5外殼底座與外殼蓋的黏結150

9.6外殼的封接151

第十章陀螺性能測試155

10.1陀螺常溫性能的測試155

10.2理論計算與實驗結果比較159

10.3理論計算與實驗結果的誤差分析160

參考文獻165

作者簡介

王宏偉，男，1967年9月生，內蒙古人。物理電子學博士，教授，碩士生導師，現任教於北京信息科技大學。長期從事感測和敏感技術方面的研究工作，目前的研究方向為慣性感測器、壓電換能器。曾主持多項國家和省部級科研項目，撰寫科技論文六十餘篇，申請國家發明專利七項。著有《旋轉載體用矽微機械震動陀螺》。

矽微機械振動陀螺

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