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摘要
相比于经典的二波腹嵌套环式MEMS陀螺,三波腹嵌套环式MEMS陀螺具有工作频率高,抗干扰能力强等一系列优点,但是由于其工作频率高,环谐振状态下的热弹性损耗随之提高。针对这一问题本文采用了一种基于质量刚度解耦的质量块悬挂方法。该方法在基本不改变陀螺结构刚度的情况下,通过在嵌套环结构上悬挂质量块来提升陀螺的有效质量,从而可以按照需求合理降低陀螺的工作频率,降低其由热弹性阻尼带来的能量损耗,提升陀螺结构的整体性能。经COMSOL仿真软件的验证,我们优化了质量块的悬挂方式,避免陀螺振动时质量块的偏移,并且确定最佳的质量块悬挂环数为2环,而后在同一张<100>硅片上制作了优化前后的两种嵌套环式MEMS陀螺进行实验对比。实验测试结果表明:采用的质量块悬挂优化方式成功实现了质量刚度解耦,提升陀螺结构的品质因数3.12倍,降低陀螺由于加工缺陷带来的频率裂解3.37倍。
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