Исследование динамических характеристик чувствительного элемента микромеханического гироскопа
Диссертация
Как и в других областях, разработка новых образцов микромеханических датчиков сопровождается многоаспектными теоретическими и экспериментальными исследованиями. Микромеханический вибрационный гироскоп представляет собой сложную мехатрон-ную систему, в которой чувствительному элементу задаются угловые или линейные колебания постоянной амплитуды в некоторой плоскости. При вращении основания… Читать ещё >
Список литературы
- Евстифеев М.И. Состояние разработок и перспективы развития ч микромеханических гироскопов // Навигация и управление движением. —
- СПб.: ГНЦ РФ-ЦНИИ «Электроприбор», 2000.-С.54−71.
- Yazdi N. et al. Micromachined Inertial Sensors // Proceedings of the IEEE, vol. 86, no. 8, AUGUST 1998.-P.1640−1658.
- Barbour N. et al. Micro-Electromechanical Instrument and Systems Development at Draper Laboratory // 3rd Saint Peterburg International Conference of Integrated Navigation Systems. -SPb.: CSRI «Electropribor», 1996.-Part 1.-P.3−10.
- Geiger W. et al. Improved Rate Gyroscope Designs Designated for Fabrication by Modern Silicon Etching // Symposium Gyro Technology, Germany. -1997.-p. 2.0−2.8.
- Ayasi F. Nayafi K. High Aspect-Ratio Dry-Release Poly-Silicon MEMS4
- Technology for Inertial-Grade Microgyroscopes // Position Location and Navigation Symposium, San Diego, California.-2000.-p.304−308.
- Fell C. Hopkin I. Townsend K. Sturland I. A Second Generation Silicon Ring Gyroscope // Symposium Gyro Technology, Germany.-1999.-P. 1.0−1.14.
- Gao Z. Dong Y. A Vibratory Wheel Micromashined Gyroscope // Symposium Gyro Technology, Germany.-1998.
- Funk K. et al. Surface micromashined silicon gyroscope using a thick polisilicon layer // MEMS-99,-P.57−60.
- Евстифеев М.И., Унтилов A.A. Конечно-элементный анализ конструкции микромеханического гироскопа // Сб.докл.Ш конф. молодых ученых «Навигация и управление движением»,-2001.t
- J.D.Zook, D.W.Burns, H. Guckel et al. Characteristics of polisilicon resonant microbeams // Sensors and Actuators A, 35 (1992), 51ч-59.
- K.Tanaka, Y. Mochida, M. Sugimoto et al. A micromachined vibrating gyroscope // Sensors and Actuators A, 50 (1995), 111-f-l 15.
- Евстифеев М.И., Ковалев A.C., Унтилов A.A., Шадрин Ю. В. Исследование влияния нелинейной жесткости на характеристики вибрационного микромеханического гироскопа. Материалы научной молодежной школы МСТ-2004, ТРТУ, 2004, стр. 85−94.
- A.Duwel, J. Gorman et al. Quality factors of MEMS gyros and the role of thermoelastic damping // Proceedings of the 15th IEEE International Conference on Micromechanical Systems (MEMS), Las Vegas, NV, 2002, pp.214−219.
- Ch.Jeong, S. Seok et al. A study on resonant frequency and Q factor tunings for MEMS vibratory gyroscopes // Journal of Mechanics and Microengineering, 14 (2004), pp.1530−1536.
- Северов JI.A. «Механика гироскопических систем» Москва, МАИ, 1996.
- Бидерман В Л. Прикладная теория механических колебаний. — М.: Высшая школа. 1972.- 416 с.
- Working Draft P1431/D27 (April 2002) Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Coriolis Vibratory Gyros // Gyro and Accelerometer Panel of the IEEE Aerospace and Electronic Systems Society, 2002.
- Отчет о НИР по теме Разработка дискового микромеханического гироскопа // ЦНИИ «Электроприбор». С-Пб.: 2002.
- Отчет о НИР «Микроскоп» этап 3 Исследование путей создания микромеханических датчиков угловой скорости для управляемых снарядов корабельной артиллерии // ЦНИИ «Электроприбор». С-Пб.: 2003.
- Geiger W., Folkmer В, Sandmaier Н., Lang W. New Designs, Readout Concept and Simulation Approach of Micromachined Rate Gyroscopes. Symposium Gyro Technology, Stuttgart, 1997.
- Hugh J. Murphy Micromachined rate sensor comb drive device and method. United States Patent № 5,530,342, Jun.25, 1996.
- Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов // СПб.: Питер, 2003.
- Отчет о НИР по теме Выбор конструктивной схемы и основных параметров макетного образца микромеханического вибрационного гироскопа кольцевого типа // ЦНИИ «Электроприбор». — С-Пб.: 2001.
- Бесекерский В.А., Попов Е. П. «Теория систем автоматического регулирования», М. 1966 г.
- Отчет о НИР по теме «Гирон» «Анализ и оптимизация конструктивных параметров ММГ кольцевого типа», ГУАП, 2000 г.
- Geiger W. et al «New designs, readout concept and simulation approach of micromachined rate gyroscopes», Симпозиум по гиротехнологии, Штутгарт, 1997 г.
- Lynch D.D. «Coriolis Vibratory Gyros», Симпозиум no гиротехнологии, Штутгарт, 1998г.
- Кучерков С.Г. «Определение необходимой степени вакуумирования рабочей полости осциллятора микромеханического гироскопа», Гироскопия и навигация, № 1, 2002.
- Фриш С.Э., Тиморева А. В. «Курс общей физики», М., 1953.
- Отчет об испытаниях образцов ВКМ от 20.10.2004, ЦНИИ «Электроприбор», 2004.
- Сергиенко А.Б. «Цифровая обработка сигналов» СПб.: Питер, 2003.
- Отчет о динамических испытаниях образцов ММГ с внешним вакуумированием, ЦНИИ «Электроприбор», 2004.
- Протокол измерений рабочих емкостей и сопротивлений 5 образцов ВКМ, ЦНИИ «Электроприбор», 2003.
- Протокол статических испытаний экспериментальных образцов ВКМ, ЦНИИ «Электроприбор», 2003.
- Huikai Xie, Gary К. Fedder «Integrated Microelectromechanical Gyroscopes», Journal of aerospace engineering © ASCE / APRIL 2003 / 65−75.
- Challoner A., Gutierrez R., Tang T. Cloverleaf microgyroscope with electrostatic alignment and tuning. World Intellectual Property Organization, WO 03/14 669 A2, 20.02.2003.
- Challoner A., Gutierrez R. Microgyroscope with electrostatic alignment and tuning. World Intellectual Property Organization, WO 03/25 500 A2, 27.03.2003.
- Challoner A. et al. Microgyroscope with closed loop output. United States Patent, US 6,360,601 Bl, 26.03.2002.
- Бусняк A.A., Глыбин И. Г., Капустин A.B., Неаполитанский А. С., Хромов Б. В. Микромеханический вибрационный гироскоп. Патент РФ, RU 2 178 548 С1, 20.01.2002.
- Geen J. Feedback mechanism for rate gyroscopes. World Intellectual Property Organization, WO 01/27 559 A2, 19.04.2001.
- Murphy H. J. Micromachined rate sensor comb drive device and method. European Patent Office, EP 0 704 674 A2, 03.04.1996.
- Кучерков С.Г., Шадрин Ю. В. К вопросу о выборе конструктивных параметров микромеханического кольцевого вибрационного гироскопа// Навигация и управление движением. Сб. докл. III науч.-техн. конф. молодых ученых. СПб., 2001.-С. 94−101.
- Отчет о НИР База-ЭП-04 «Разработка методик и схем испытаний основных параметров дискового микромеханического гироскопа», ЦНИИ «Электроприбор». С-Пб.: 2004.
- Неаполитанский А.С., Хромов Б. В., Александров Ю. С., Подзолко В. А. Микромеханический вибрационный гироскоп (его варанты). Патент РФ, RU 2 085 849 С 1,27.07.97.
- Folkmer В., Geiger W., Lang W., Sobe С. «Датчик угловой скорости с разобщенными ортогональными первичными и вторичными колебаниями», DE 196 41 284 С1, 20.05.1998.
- Ash М.Е. et al. «Micromechanical Inertial Sensor Development at Draper Laboratory with Recent Test Results» Symposium Gyro Technology, 1999, Stuttgart.
- Панферов А.И., Кучерков С. Г., Шадрин Ю. В., Ковалев А.С.
- Микродрайвер", Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2 004 611 525, 21.06.2004.
- Распопов В.Я. Микромеханические приборы. Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. Тул. Гос. Университет, Московский гос. Технологический университет им. К. Э. Циолковского. — Тула: Гриф и К., 2004. 476 с.
- Неаполитанский А.С., Хромов Б. В. Микромеханические вибрационные гироскопы. М.: «Когито-центр», 2002. — 122 с.
- Пешехонов В.Г. Гироскопы начала XXI века Гироскопия и навигация, 2003. — № 4. — с.5−18.
- Северов JI.A., Пономарев В. К., Панферов А. И. Несенюк Л.П., Кучерков С. Г., Шадрин Ю. В. Информационные характеристики вибрационного микромеханического вибрационного микромеханического гироскопа. Гироскопия и навигация. 2003. № 1. — с.76−82.
- Северов Л.А., Пономарев В. К., Панферов А. И. Обзор и перспективы совершенствования микромеханических гироскопов. -Аэрокосмические приборные технологии. Второй международный симпозиум. Сборник материалов, 2002. с. 127.
- Kumar К., Barbour N., Elwell J., «Emerging low(er) cost inertial sensors» 2-nd Saint Petersburg International Conference on Gyroscopic Technology and Navigation, 1995, Part II, p.p.l 1−24.
- Systron Donner Inertial Division, http://www.systron.com.
- Inertial Science, Inc., http://www.inertialscience.com.
- Отчет о НИР «Исследование точностных характеристик микромеханического гироскопа компенсационного типа с учетом взаимодействия каналов возбуждения и измерения», СПб ГУАП, 2003.
- Ayazi F., Najafi. К. High Aspect-ratio Dry-Release Poly-Silicon MEMS Technology for Inertial-Grade Microgyroscopes. Position and Navigation Symposium, San Diego, California. — 2000. — pp.304−308.
- BAE SYSTEMS, http://www.baesystems.com.
- Militarily Critical Technologies, part III: Developing Critical Technologies, section 16: Positioning, navigation and time technology, Defense Threat Reduction Agency Dulles, VA, October 1999 (updated May 2000).
- Barbour N. et al. Inertial Instruments: Where to Now? 1st Saint Petersburg International Conference on Gyroscopic Technology and Navigation. -1994.-pp. 11−22.
- Pons-Nin J., Rodriguez A., Castaner L.M. «Voltage and pull-in time in current drive of electrostatic actuators», Microelectromechanical Systems, Journal of Volume: 11 Issue: 3, Jun. 2002.
- Bosch GmbH, ДАТЧИК СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ RU., Патент США, US 5 728 936 17.03.98.
- Analog Devices, Inc., http://www.analog.com.
- Murata Manufacturing Co., Ltd., http://www.murata.com.
- Ковалев A.C. Опыт использования Coventor для проектирования ММГ. VI научно-техническая конференция молодых учёных «Навигация и управление движением». — СПб.: ГНЦ РФ — ЦНИИ «Электроприбор», 2005. -с.107−175.
- Евстифеев М.И. Классификационные признаки конструкций микромеханических гироскопов. Гироскопия и навигация. — 2004. — № 3(46).-С. 30−37.
- Евстифеев М.И., Кучерков С. Г., Унтилов А. А., Шадрин Ю. В., Шалобаев Е. В. Анализ компьютерных средств проектирования ММГ с позиций мехатроники. Мехатроника, автоматизация, управление. № 2, 2004 с. 31−37
- Евстифеев М.И. Проблемы расчета и проектирования конструкций микромеханических гироскопов. Гироскопия и навигация, 2004. — № 1. — с. 27−39.
- Пешехонов В.Г., Несенюк Л. П., Кучерков С. Г., Евстифеев М. И., Некрасов Я. А. Результаты разработки микромеханического гироскопа//Гироскопия и навигация № 4(47). СПб., 2004, с 65.
- Бабур Н., Шмидт Дж. Направления развития инерциальных датчиков. Гироскопия и навигация, 2000. — № 1. — с.3−15.
- Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии: Пер. с англ. М.: Мир, 1985. — 496 с.
- Будкин B. JL, Паршин В. А., Прозоров С. В., Саломатин А. К., Соловьев В. М. Разработка кремниевых датчиков первичной информациидля систем навигации и управления Гироскопия и навигация, 1998. -№ 3(22). — с.94−101.
- Джашитов В.Э., Панкратов В. М., Лестев A.M., Попова И. В. Расчет температурных и технологических погрешностей микромеханических гироскопов Микросистемная техника. — 2001. -№ 3. — с.2−10.
- Доронин В.П., Новиков Л. З., Хромов Б. В., Харламов С. А. Основные проблемы создания миниатюрного инерциального измерительного прибора на базе микромеханических чувствительных элементов -Гироскопия и навигация, 1996. № 4(15). — с.55.
- Лестев A.M., Попова И. В. Современное состояние теории и практических разработок микромеханических гироскопов Гироскопия и навигация, 1998. — № 3(22). — с.81−94.
- Лестев A.M. Нелинейный параметрический резонанс в динамике микромеханического гироскопа. Известия ВУЗов, Приборостроение, т.47, № 2, 2004, с. 36−42.
- Баранский П.И., Клочков В. П., Потыкевич И. В. Полупроводниковая электроника. Свойства материалов. Справочник. Киев, «Наукова думка», 1975 г. — 704 с.
- Li Z., Нао Y., Zhang D., Li Т., Wu G. An SOI-MEMS technology using substrate layer and bonded glass as wafer-level package. — Sensors and Actuators — 96 -2002-pp. 34−42.
- Ayazi F., Najafi. K. High Aspect-ratio Dry-Release Poly-Silicon MEMS Technology for Inertial-Grade Microgyroscopes. Position and Navigation Symposium, San Diego, California. — 2000. — pp.304−308.
- Евстифеев М.И. Оценка порога чувствительности микромеханических гироскопов. Гироскопия и навигация. — 2003. — № 1. — С. 27−33.
- Захаров Д. Использование ANSYS для расчета MEMS-устройств. -САПР и Графика № 5, 2000, с.54−55.
- Будкин В.Л., Паршин В. А., Прозоров С. В., Саломатин А. К., Соловьев В. М. Разработка кремниевых датчиков первичной информации для систем навигации и управления Гироскопия и навигация, 1998. -№ 3(22). — с.94−101.
- Доронин В.П., Новиков JI.3., Хромов Б. В., Харламов С. А. Основные проблемы создания миниатюрного инерциального измерительного прибора на базе микромеханических чувствительных элементов — Гироскопия и навигация, 1996. № 4(15). — с.55.
- Лукьянов Д.П., Ладычук И. Ю., Майзелес, А .Я., Филатов Ю. В., Шевелько М. И. Микроакселерометры и микрогироскопы на ПАВ. — Гироскопия и навигация. 2002. — № 4. — с.41.
- Li X., Bao М., Yang Н., Shen S., Lu D. A micromachined piezoresistive angular rate sensor with a composite beam structure. Sensor and Actuators 72 (1999)217−223.
- Song H., Oh Y.S., Song I.S., Kang S.O., Choi S.O., Kim H.C., Ha B.J., Baek S.S., Song C.M. Wafer level vacuum packaged de-coupled vertical gyroscope by a new fabrication process. Proc. IEEE, pp. 520−524, 2000.
- Распопов В.Я. Зависимость динамических характеристик гироскопов от стабильности режимов настройки. — Известия вузов. Приборостроение, 2005. № 8. — с.9−17.
- Распопов В.Я., Никулин А. В., Лихошерст В. В. Классификация конструкций микромеханических гироскопов. Известия вузов. Приборостроение, 2005. — № 8. — с.5−9.
- Лихошерст В.В., Никулин А. В., Распопов В. Я., Савинов А. Н. Типовые структуры и моделирование микромеханических гироскопов. — Известия вузов. Приборостроение, 2005. № 8. — с. 17−20.
- Моисеев Н.В., Некрасов Я. А. К вопросу выбора преобразователя емкость-напряжение для микромеханического гироскопа. Материалы научной молодежной школы МСТ-2004, ТРТУ, 2004, стр. 94−102.
- Math Works, Inc., http://www.mathworks.com.
- MS3110 Universal capacitive readout 1С. MS3110 Datasheet2. pdf, Microsensor, Inc.
- Евстифеев М.И., Кучерков С. Г., Несенюк Л. П. и др.
- Микромеханический вибрационный гироскоп. Авторское свидетельство № 18 768, Россия, 2001.
- Davis W.O., Pisano А.Р. Nonlinear Mechanics of Suspension Beams for a Micromachined Gyroscopes. Modeling and Simulation of Microsystems, 2001, pp.270−273.
- Гончаров Н.В. Исследование микромеханических датчиков угла наклона. Сборник докладов III конференции молодых ученых. — СПб.: ГНЦ РФ — ЦНИИ «Электроприбор», 2001.- с. 108−112.
- Северов JI.A., Пономарев В. К., Панферов А. И. и др. Микромеханические гироскопы: конструкции, характеристики, технологии, пути развития. Известия вузов. Приборостроение. — 1998 —Т.41, № 1−2. -С.57−73.
- Алгоритм системы возбуждения и стабилизации первичных колебаний чувствительного элемента микромеханического гироскопа применен в макете цифрового контроллера ММГ.
- Совокупность методов и процедур стендовых исследовательских испытаний, обеспечивающая определение основных характеристик чувствительного элемента ММГ, использована при проведении испытаний опытных образцов ММГ.
- Начальник группы 815, д.т.н.
- Начальник отдела 081, д.т.н.
- Начальник сектора 303, к.т.н.