单轴MEMS热膨胀流陀螺灵敏度影响因素的探究

作者：朴林华^*; 李备; 佟嘉程; 张严

来源：电子元件与材料, 2023, 42(01): 69-75.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.1341

• 热膨胀流陀螺
• MEMS
• COMSOL
• 灵敏度
• 非线性度

探究了腔室形状、工作气体参数及驱动信号的占空比、功率对单轴MEMS热膨胀流陀螺灵敏度的影响，通过设置最佳参数对陀螺性能进行优化。通过COMSOL软件建立了陀螺的三维模型，计算了敏感元件的温度场和等温线的变化情况。优化后的计算结果表明，输入角速度在[-1080(°)/s, 1080(°)/s]范围内时，使用体积更小的不完整下腔室，SF6作为腔室的工作气体，在加热器频率为10 Hz、占空比为50%、功率为50 mW最优参数的条件下，热膨胀流陀螺的结构灵敏度为0.1229 K·s/(°),非线性度为8.26%。优化后热膨胀流陀螺的结构灵敏度提高了1.28倍，非线性度降低了41.5%。该数值分析结果为陀螺的工艺制备、性能分析奠定了基础。

• 单位
  北京信息科技大学