光致机械振动及在哥氏振动陀螺中的应用
发布时间:2018-03-30 11:52
本文选题:哥氏陀螺 切入点:光驱动 出处:《重庆邮电大学》2015年硕士论文
【摘要】:哥氏振动陀螺是用于测量旋转角速度的惯性传感器件,减小体积、降低成本、提高精度、简化结构与封装是其未来发展趋势。采用接触式驱动的传统哥氏振动陀螺,因其具有难以消除的交叉干扰,不能有效提高传感器机械灵敏度。在陀螺驱动环节引入无接触光学驱动技术,可使其惯性指标得到改善,同时符合优化趋势。本文基于激光冲击致使微悬臂梁产生机械振动进行原理研究,设计了采用激光冲击驱动方式的新型哥氏振动陀螺,提出光学驱动技术在哥氏振动陀螺中的应用方案。现将主要研究内容概括如下: 第一,,根据哥氏振动陀螺驱动原理,结合微悬臂梁集总参数模型与激光冲击波理论,形成激光冲击微悬臂梁的峰值压强模型。利用有限元软件对选定材料及尺寸的微悬臂梁模型进行模态分析。设计激光冲击薄膜模型,得出薄膜模型冲击位移与激光参数的对应关系。将激光冲击作用于选定的微悬臂梁模型,得出激光冲击微悬臂梁的作用规律。 第二,选用已优化的微悬臂梁参数制作样品,搭建激光冲击微悬臂梁样品实验平台。通过实验数据对激光冲击微悬臂作用规律进行验证。将实验样品与仿真模型的冲击位移数据进行比较,进一步验证了激光冲击波峰值压强模型。实验结果表明,微悬臂梁可以在激光冲击作用下,随激光参数产生规律的机械振动。 第三,设计了采用激光冲击驱动的“十字型”哥氏振动陀螺。在驱动位移相近的前提下,“十字型”陀螺机械灵敏度是同等尺寸下振梁式陀螺的4.36倍。进而表明具有轴对称结构的“十字型”陀螺拥有更好的机械性能。在相同驱动条件下,“十字型”陀螺比粘贴压电片的“贴片-十字型”陀螺机械灵敏度提高4.74%,且拥有更大的驱动位移。这表明采用无接触方式进行驱动/检测的“十字型”陀螺拥有更好的机械性能。
[Abstract]:Coriolis vibratory gyroscope is an inertial sensor used to measure rotational angular velocity , reduce the volume , reduce cost , improve accuracy , simplify structure and package are its future development trend . A contact - driven traditional Coriolis vibratory gyroscope is adopted to improve the mechanical sensitivity of the sensor .
First , according to the principle of Coriolis vibratory gyroscope , the peak pressure model of laser shock micro - cantilever beam is formed by combining the lumped parameter model of micro - cantilever beam and laser shock wave theory . The model of micro - cantilever beam of selected material and size is analyzed by using finite element software . The laser shock film model is designed to obtain the corresponding relationship between the impact displacement of the thin film model and the laser parameters .
Second , the optimized micro - cantilever beam parameters were chosen to make the samples , and the experimental platform of laser shock microcantilever was built . The experimental data were compared with the impact displacement data of the simulation model . The peak pressure model of the laser shock wave was further verified . The experimental results show that the micro - cantilever beam can generate mechanical vibration with the laser parameters under the action of laser shock .
Third , the cross - type Coriolis vibratory gyroscope driven by laser shock is designed . Under the condition of similar driving displacement , the mechanical sensitivity of the " cross - type " gyro is 4.36 times that of the vibrating beam type gyro under the same size .
【学位授予单位】:重庆邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V241.554
【参考文献】
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本文编号:1685793
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