磁致伸缩固体振子微陀螺的设计仿真及其电路研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Norazhongli
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
陀螺仪自问世以来,发展迅速,在航空、航天、航海、军事等领域得到广泛的应用。MEMS陀螺采用振动部件,与传统陀螺采用转子部件相比,具有可靠性好、抗冲击力强、体积小、重量轻、成本低等优点,成为陀螺仪发展的又一重要方向。不同于发展成熟的支悬梁-活动质量块结构的振动微陀螺,我们提出了一种基于超磁致伸缩材料块体的固体振子微陀螺,其结构简单,无支撑梁,抗冲击振动能力强;借助于超磁致伸缩材料(GMM)的大应变振动特性,其测量灵敏度高。本文主要从以下几个方面展开研究:1、磁致伸缩固体振子微陀螺的设计和仿真。进行了微陀螺的机械结构设计,其结构由GMM固体振子、平面方形线圈、偏置永磁体和GMR传感器组成。根据磁致伸缩材料数理模型,利用COMSOL有限元分析软件,采用更具扩展性的弱解方程方法计算了振子的振动工作模态,获得固有频率193.178KHz,与传统比拟法193.722KHz相近;对永磁体和通电线圈的空间磁场分布进行了仿真设计。从而为微陀螺的结构参数设计提供指导。2、磁致伸缩固体振子微陀螺的制造。详细阐述了MEMS平面方形线圈的微加工工艺,获得了多种线宽和匝数的微陀螺线圈定子。对GMM固体振子、偏置永磁体和GMR传感器进行了选购。成功组装了长宽高尺寸之和不大于20mm的磁致伸缩固体振子微陀螺表头。3、微陀螺的驱动及检测电路的研究。为微陀螺设计实现了线圈稳流驱动电路和信号检测电路,主要包括实现恒电流输出的线圈驱动电路、GMR磁场信号检测电路和信号解调电路的仿真分析及其PCB板的制作。4、测试实验。对加工完成的方形定子平面线圈的阻抗进行了测量,为微陀螺表头组装中上下定子驱动线圈的配对选取提供了参考。研究了测量磁致伸缩方体振子谐振频率的方法,分别利用加工的定子平面线圈和绕制的线圈进行激励测量,二者结果基本相同,证明了本微陀螺采用双侧平面线圈的激振方式使GMM振子工作在驱动谐振频率上是可行的。最后对微陀螺表头及其测控电路系统进行了整机联调,发现该微陀螺能灵敏地检测输入角速度的变化,证明了本文的设计方案在原理上是可行的。
其他文献
度洛西汀(duloxetine),商品名“Cymbalta",化学名为(S)-N-甲基-3-(1-萘氧基)-3-(2-噻吩)-丙胺,是一种对5.羟色胺和去甲肾上腺素的再吸收有双重抑制作用的抗抑郁药。目前制备度洛西汀关
以CO2为主的温室气体引起的全球变暖已经成为不争的事实,近年来逐渐成为国内外研究的热点问题之一。土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库,气温升高必然会导致一系列的土壤碳储量
分布式光纤监测系统是一种新型的实时监测系统,其应用范围很广泛,如在能源传输和需有高度警戒的地区实施监测和预警。此系统的关键在于能对出现异常现象的位置进行准确的定位,而
研究了图GUT(□)□K1的优美性,其中G是满足一定条件的交错图,T是优美树,T□K1是优美树T中优美值为1的顶点粘接一条悬挂边所形成的树;构造了一类新优美图;推广了已有的结果.
随着人类基因组计划的完成和对编码基因的功能分析不断深入,对非编码区的研究已经成为后基因组时代的巨大挑战和研究热点。大多数真核生物是由蛋白质编码序列和非编码序列两部
码分多址(CDMA)技术作为第三代移动通信系统的主要接入方式,受到了人们的密切关注。CDMA是一个干扰受限的系统,恰当的无线资源分配方案可以抑制干扰,从而提高系统性能。呼叫
虽然目前国际上对于太赫兹这个崭新的学术领域给予了极大的关注,但是由于对这个频段电磁波的产生和探测都具有极大的困难,所以到目前为止,人们对于这个领域所做的工作依然十
针对我国刺激消费的迫切需求,本文探讨了我国股票市场对促进消费的作用。通过标准化时间序列数据,建立VAR模型研究脉冲响应图,发现自2000年至2008年我国股票市场存在一定但较
血管狭窄是一种常见的动脉血管疾病,与邻近血管内细胞异常增生、血栓形成和远端血管缺血等有密切的联系,因此血管狭窄的无损检测对临床具有重要的意义。目前已有B型超声成像、
IP业务的爆炸式增长与DWDM技术的突飞猛进为新的DWDM光网络直接承载IP业务创造了条件,IP/DWDM以其低廉的网络整体费用、较高的网络效率、提供更多的带宽和直接与全光网络接轨的