基于隧道磁阻效应的离心式微陀螺关键技术研究

发布时间：2024-03-24 23:06

　　随着全球信息化,惯性导航市场需求与日俱增,微机械陀螺作为导航系统的核心器件之一不可或缺。随着市场对微陀螺的检测精度要求越来越高,高精度微陀螺研制过程中需要解决的关键问题是对微弱位移的测试。微陀螺常规的检测方式是电容检测,由于接口电路分辨率已经达到极限,梳齿电压容易击穿,横向冲击时会吸合失效,很难对微弱位移进行测试。因此,国内急需探索新效应、新结构的高精度微陀螺技术研究,实现技术突破。隧道磁阻效应(Tunnel Magneto-resistance,TMR)是一种自旋相关的隧穿效应,非常微弱的磁场变化可以引起巨大的电阻变化,具有高灵敏度、高分辨率、低功耗、小体积的优势,可以有效解决传统检测效应的陀螺检测精度不高的难题。本文设计了一种基于隧道磁阻效应离心式微陀螺结构,首先对离心式微陀螺进行力学建模,通过对微陀螺进行动力学特性分析研究,获得灵敏度达1.69 nm/°/s的微陀螺结构,分析了离心式陀螺结构的阻尼组成以及对应的理论计算模型;其次研究高变化率检测磁场技术,采用回折型通电线圈检测磁场方案,磁场变化率达9×10^-44 Oe/nm;再次对隧道磁阻技术进行了研究,提出...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1Draper实验室一代微陀螺Fig.1-1Thefirstgenerationofmicro-gyroscopeo

中北大学学位论文3大量产品应用到汽车应用、消费电子等民用领域，部分高性能产品应用在战术导弹、无人机等军事领域。例如，1993年，美国Draper实验室设计了一种双质量块微陀螺[22]，如图1-2所示，该陀螺采用电容检测技术，可以对驱动和检测模态的频率进行调节，两个敏感质量块在检测....

图1-2Draper实验室音叉式微陀螺eofFig.1-2Tuning-forkmicro-gyroscopeofDraper

中北大学学位论文3大量产品应用到汽车应用、消费电子等民用领域，部分高性能产品应用在战术导弹、无人机等军事领域。例如，1993年，美国Draper实验室设计了一种双质量块微陀螺[22]，如图1-2所示，该陀螺采用电容检测技术，可以对驱动和检测模态的频率进行调节，两个敏感质量块在检测....

图1-3IntelliSense公司集成光学陀螺

中北大学学位论文3大量产品应用到汽车应用、消费电子等民用领域，部分高性能产品应用在战术导弹、无人机等军事领域。例如，1993年，美国Draper实验室设计了一种双质量块微陀螺[22]，如图1-2所示，该陀螺采用电容检测技术，可以对驱动和检测模态的频率进行调节，两个敏感质量块在检测....

图1-4密歇根大学多晶硅VRG结构

中北大学学位论文42001年，密歇根大学的Ayazi和Najafi介绍了一种直径为1.1mm，厚度为80μm的高深宽比（20:1）多晶硅环形振动陀螺[24]，如图1-4所示，该陀螺采用真空封装。在低真空度下，测量得到灵敏度为200μV/°/s，量程为±250°/s，品质因数为12....

本文编号：3938158