MEMS风速敏感装置在高速飞行体上的应用

发布时间：2020-06-07 10:12

【摘要】：微机电系统(Nicro-Electro-Mechanical System, MEMS)的应用促进了引信小型化和智能化的发展。通过结合引信系统的工作环境,针对某些弹丸第二环境力不明显的问题,设计了一种MEMS风速敏感装置作为引信保险机构的外弹道测速装置。该风速敏感装置以飞行时的空气压力作为测速环境力,通过压力-速度-位移的关系来探测弹丸飞行状态是否达到解保要求并输出相应信号。根据风速敏感装置作为外弹道测速装置的应用背景,提出MEMS风速敏感装置需满足的基本设计要求,包括：小型化要求,速度测量范围为60～240 m/s,抗过载15000g,工作温度范围为-55℃～70℃。根据火箭弹飞行时的速度与位移关系,计算出了风速敏感装置作为外弹道测速装置的安全解保速度阈值为189.8～258.7m/s。MEMS风速敏感装置由进气口、感压膜片、力敏电阻、调理电路和信号处理系统五个部分组成,通过理论计算与仿真分析相结合,着重研究了不同进气口方案和结构参数对进气口内部流场和压力造成的影响,确定了各个部分最佳结构参数并完成了MEMS风速敏感装置的设计。通过仿真计算风速敏感装置在不同速度、不同温度及不同海拔下的输出响应情况,确定了最终的阈值电压为0.787VIN。设计了风速敏感装置关键部分的加工工艺流程图,并加工了风速敏感装置样机。通过空气压缩机静态吹风试验和马希特锤冲击试验验证了风速敏感装置在不同风速及不同进气口时的响应性能及抗高过载性能。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ410.3

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