微慣性傳感器

1、微慣性傳感器微慣性傳感器 微慣性傳感器微慣性傳感器微慣性傳感器介紹分類應用加速度微傳感器角速度微傳感器原理分類原理分類傳感傳感器器美國：美國：（microelectromechanicalsystem）歐洲：歐洲：（microsystemtechnology）日本：日本：）微機電系統(tǒng)的尺寸微機電系統(tǒng)的尺寸 在微小尺寸範圍內，機械依其特徵尺寸可以劃分為1-10毫米的小型(mini-)機械，1微米一1毫米的微型機械以及1納米一1微米的機械。所謂微型機械從廣義上包含了微小型和納米機械，但並非單純微小化，而是指可批量製作的集微型機構、微型感測器、微型執(zhí)行器以及介面信號處理和控制電路、通訊和電源等於一體

2、的微電子機械系統(tǒng)(micro-electronic mechanical system-me ms)或稱為微機電系統(tǒng)。mems的特點的特點l1.微型化微型化:mems器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、回應時間短 。l2 以硅為主要材料，機械電器性能優(yōu)良。以硅為主要材料，機械電器性能優(yōu)良。l3. 大量生產大量生產:用硅微加工工藝在一片矽片上可同時製造成百上千個微型機電裝置或完整的mems。批量生產可大大降低生產成本。l4. 集成化集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個感測器或執(zhí)行器集成於一體，或形成微感測器陣列、微執(zhí)行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起， 形成複雜

3、的微系統(tǒng)。l5.多學科交叉多學科交叉:mems涉及電子、機械、材料、製造、資訊與自動控制、物理、化學 和生物等多種學科，並集中了當今科學技術發(fā)展的許多尖端成果。 微加速度計、微陀螺儀外觀微加速度計、微陀螺儀外觀加速度微傳感器原理加速度微傳感器原理 加速度微傳感器一般利用敏感質量快或震動塊m來測量加速度。ma,maf2222外系統(tǒng)動態(tài)特性如下：fkxdtdxddtxdmdtdxvdtdvdtxda1.壓阻式加速度微傳感器壓阻式加速度微傳感器)()(6/rfaeshxlfrrllrrggellx面懸臂梁，對一端固定的矩形等截：系數力敏電阻的壓力靈敏度：懸臂梁應變系數懸臂梁式加速度微傳感器結構圖懸臂

4、梁式加速度微傳感器結構圖硅梁結構圖硅梁結構圖硅梁結構圖2.電容式加速度微傳感器電容式加速度微傳感器三軸式電容式加速度微傳感器三軸式電容式加速度微傳感器3.諧振式加速度傳感器諧振式加速度傳感器4.隧道式加速度微傳感器隧道式加速度微傳感器5.伺服式加速度微傳感器伺服式加速度微傳感器應用應用l1.傾斜測量和調平系統(tǒng)l2.慣性導航和制導系統(tǒng)l3.醫(yī)療器械l4.安全防撞系統(tǒng)l5.提高電梯車輛舒適性4.安全防撞系統(tǒng)安全防撞系統(tǒng) 傳感器分辨率靈敏度要求較高，保證適時發(fā)出氣囊充氣的指令。mems在汽車中的應用在汽車中的應用5.提高電梯車輛舒適性提高電梯車輛舒適性 提供安全與舒適的轉向架監(jiān)控 和診斷系統(tǒng)，改進乘

5、客舒適度的高速列車傾斜控制系統(tǒng)，磁懸浮列車的位置監(jiān)控，提供安全與維護的精準列車定位和鐵路軌道監(jiān)控系統(tǒng)。 角速度微傳感器原理角速度微傳感器原理 大部分微機械陀螺都屬于振動陀螺，利用一定的振動質量塊來檢測科氏力。為角速度矢量。為速度矢量，其中v)xm.(2,x2ccfa1.音叉式微機械陀螺音叉式微機械陀螺 音叉式微機械陀螺是最為經典的振動陀螺結構，兩音叉齒受驅動以一個固定幅度進行差分共振（第一模態(tài)），受基軸旋轉輸入角速度作用引起與垂直于驅動方向的振動（第二模態(tài)）。 微陀螺分類微陀螺分類按振動結構按振動結構 按振動結構分為線振動陀螺和旋轉振動陀螺。線振動陀螺有正交線振動結構和非正交線振動結構。線振動陀螺線振動陀螺旋轉振動陀螺旋轉振動陀螺振動輪式微機械陀螺振動輪式微機械陀螺2.框架式微機械陀螺框架式微機械陀螺外框驅動式微機械陀螺結構示意圖框架式微機械陀螺框架式微機械陀螺內框驅動式微機械陀螺結構示意圖微慣性測量組合微慣性測量組合 對運動物體運動軌跡的跟蹤和控制，是各種導航系統(tǒng)的重要內容。利用陀螺儀可以測量運動物體的姿態(tài)或轉動的角速度，利用加速度計可以測量加速度的變化。 陀螺儀可以保持對加速度對準的方向進行跟蹤，從而在慣性坐標系中分