高过载MEMS环形陀螺制造与测试
张英杰1,2 康强3 曹慧亮1,2 石云波1,2 刘俊1,2
1.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室;2.中北大学电子测试技术国防科技重点实验室;3.中国兵器工业试验测试研究院
摘要: 提出了一种新型的抗高过载环形振动式陀螺,分析了其工作原理和振动特性。在ANSYS有限元分析软件中建立了该环形陀螺结构的模型,进行了振动特性分析,仿真分析结果显示该环形陀螺工作模态与干扰模态最小频差Δf2=248 Hz,驱动和敏感模态频率Δf1=5 Hz。并且根据冲击动力学原理分析了此结构在半周期正弦加速度冲击载荷作用下的冲击响应,谐振结构最大位移为14.142μm,结构所受的最大的应力为68.396 MPa,可以正常稳定工作。通过基于SOG(Silicon on Glass)的微加工工艺制造了陀螺样机并完成了初步的测试,模态测试与有限元仿真结果中的模态频率最大误差是4.9%。实验室过载测试结果显示陀螺在15 800 g过载下,陀螺工作频率和频差未发生大的变化。
关键词:
高过载;微机械系统;环形;陀螺;有限元分析;测试;
高过载;微机械系统;环形;陀螺;有限元分析;测试