Збудження первинних коливань в мікромеханічних вібраційних гіроскопах
DOI:
https://doi.org/10.33577/2312-4458.5.2011.130-135Ключові слова:
мікромеханічний гіроскоп, гребінчастий двигун, нелінійна фізика, система збудженняАнотація
В цій статті було розроблено та вивчено математичні моделі електростатичного гребінчастого двигуна, який широко використовується у багатьох мікроелектромеханічних системах та системах збудження первинних коливань для мікромеханічних вібраційних гіроскопів. Представлено просту наближену математичну модель для ємностей та елктростатичних сил, діючих у зустрічно-штирьових структурах, яка привела до знаходження оптимальних режимів роботи системи збудження. На основі аналізу нелінійних ємностей було сформульовано рекомендації до проектування гребінчастих структур. Отримана модель дозволяє аналізувати не тільки лінійні, але і нелінійні феномени у фізиці таких структур. Представлена математична модель достатньо проста, щоб її використовувати замість чисельного моделювання, що потребує багато часу, а також для подальшого покращення характеристик мікромеханічних сенсорів.Посилання
Yazdi N. Micromachined Intertial Sensors / N. Yazdi, F. Ayazi, K. Najafi // Proceedings of the IEEE. – 1998. – Vol. 86, No. 8. – P. 1640-1659.
Apostolyuk V. Theory and Design of Micromechanical Vibratory Gyroscopes / V. Apostolyuk // MEMS/NEMS Handbook (Ed: Cornelius T. Leondes), Springer. – 2006. – Vol.1, Chapter 6. – P. 173-195.
Tang W.C. Laterally driven polysilicon resonant microstructures / W.C. Tang, T.H. Nguyen, and R.T. Howe // Tech. Dig. IEEE Micro Electro Mech. Syst. Workshop, Salt Lake City, UT. – Feb. 20-22, 1989. – P. 53-59.
Tang W.C. Electrostatic comb drive for resonant sensor and actuator application / W.C. Tang // Ph.D. dissertation, Univ. of California, Berkeley, CA. – 1990.
Johnson W.A. Electrophysics of micromechanical comb actuators / W.A. Johnson, L.K. Warne // Journal of Microelectromechanical Systems. – 1995. – Vol. 4, No.1. – P. 49-59.
Gabbay L.D. Automatic Generation of Dynamic Macro-Models Using Quasi-Static Simulations in Combination with Modal Analysis / L.D. Gabbay, S.D. Senturia // Solid-State Sensor and Actuator Workshop (Hilton Head SC) . – 1998. – P. 197- 220.
