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微机械陀螺式加速度器的力学分析
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  • 英文篇名:The mechanical analysis of MEMS pendulous oscillating gyroscopic accelerometer
  • 作者:孙博华 ; 刁方印
  • 英文作者:SUN Bohua;DIAO Fangyin;Faculty of Engineering,Cape Peninsula University of Technology;
  • 关键词:静电驱动 ; 电容检测 ; 工作方程 ; POGA ; 模态分析
  • 英文关键词:electrostatic drive;;capacitance read-out;;working equation;;POGA(pendulous oscillating gyro accelerometer);;modal analysis
  • 中文刊名:JNDX
  • 英文刊名:Journal of Jinan University(Natural Science & Medicine Edition)
  • 机构:南非开普半岛科技大学机械工程系;
  • 出版日期:2013-10-15
  • 出版单位:暨南大学学报(自然科学与医学版)
  • 年:2013
  • 期:v.34;No.163
  • 语种:中文;
  • 页:JNDX201305013
  • 页数:5
  • CN:05
  • ISSN:44-1282/N
  • 分类号:55-59
摘要
静电驱动电容检测微机械陀螺加速度器(POGA),是基于宏观的陀螺加速度器(PIGA)设计出来的高精度微机械加速度器.根据惯性力矩和陀螺效,得到静电驱动电容检测微机械陀螺加速度器的工作方程.利用电学、力学和力电转换的知识,详细分析了微机械陀螺加速度器各个部件的工作原理,并对其主要的梁结构单元的力学行为进行了分析.最后利用ANSYS软件,对设计出的简单微机械陀螺加速度器的陀螺转子结构进行了模态分析,得出其前模态振型和较高的两阶模态频率,证明POGA传感器将会在一定的频率范围内保持很好的线性度,为传感器的设计提供指导意义.
        We present mechanical analysis on a pendulous oscillating gyroscopic accelerometer( POGA) which is designed according to three-dimensional macro pendulous integrating gyroscopic accelerometer( PIGA). The motion equation of a capacitance read-out micro-machined gyroscopic accelerometer under an electrostatic comb-driver is derived by using the moment of inertia and the gyroscopic effect.The mechanical behavior of the main beam element is discussed basing on all motion equations of elements in the system. By using ANSYS,modal analysis on the POGA is done numerically and the vibration modes and corresponding frequencies are obtained. Our result shows that the POGA sensor has a good linearity within a specific frequency range,which is important for the design of the sensor.
引文
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