gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2016.24.2.056-067gyroscopy-351Research ArticleСтатьиВлияние поступательных вибраций, ударов и акустических помех на характеристики микромеханического гироскопаInfluence of translational vibrations, shocks and acoustic noise on MEMS gyro performanceНекрасовЯ. А.NekrasovYa. A.

Некрасов Яков Анатольевич, кандидат технических наук, начальник сектора; сотрудник кафедры. 

МоисеевН. В.MoiseevN. V.

Моисеев Николай Владимирович, кандидат технических наук, ведущий инженер.

БеляевЯ. В.BelyaevYa. V.

Беляев Ярослав Викторович, инженер. 

ПавловаС. В.PavlovaS. V.

Павлова Светлана Владимировна, научный сотрудник. 

ЛюкшонковР. Г.LiukshonkovR. G.

Люкшонков Роман Геннадьевич, научный сотрудник. 

ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»; Университет ИТМО (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian FederationГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian FederationГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian FederationГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», сотрудник кафедры Университета ИТМО (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian Federation2016021220252425667Copyright © Некрасов Я.А., Моисеев Н.В., Беляев Я.В., Павлова С.В., Люкшонков Р.Г., 20252025Некрасов Я.А., Моисеев Н.В., Беляев Я.В., Павлова С.В., Люкшонков Р.Г.Nekrasov Y.A., Moiseev N.V., Belyaev Y.V., Pavlova S.V., Liukshonkov R.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/351

Приводятся результаты исследований влияния вибраций, ударов и акустических помех на характеристики микромеханического гироскопа (ММГ). Сравнение характеристик гироскопов с разными резонансными частотами (3 и 8 кГц) под-веса инерционного тела выявило преимущество датчика с большей резонансной частотой. Рассмотрены результаты испытаний разработанных в ЦНИИ «Электроприбор» двух модификаций ММГ RR-типа.

The influence of vibrations, shocks and acoustic noise on characteristics of MEMS gyro is studied. Comparison of characteristics of the gyros with different resonance frequencies (3 and 8 kHz) of the inertia body suspension has revealed the advantage of the sensor with higher resonance frequency. The test results for two modifications of RR-type MEMS gyro, developed in CSRI Elektropribor, are presented.

Микромеханический гироскопэксплуатационные характеристики.MEMS gyroperformance characteristicsReferencesGyroscopes and IMUs for Defense Aerospace & Industrial., Yole Developpement, France, September 2012.Gyroscopes and IMUs for Defense Aerospace & Industrial, Yole Developpement, France, September 2012.Analog Devices Inc. High Performance, Digital Output Gyroscope ADXRS450/ Available: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADXRS450.pdfAnalog Devices Inc. High Performance, Digital Output Gyroscope ADXRS450/ Available: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADXRS450.pdfAnalog Devices Inc. High Performance, Digital Output Gyroscope ADXRS453/ Available: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADXRS453.pdfAnalog Devices Inc. High Performance, Digital Output Gyroscope ADXRS453/ Available: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADXRS453.pdfAnalog Devices Inc. High Performance, Digital Output Gyroscope ADXRS623/ Available: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADXRS623.pdfAnalog Devices Inc. High Performance, Digital Output Gyroscope ADXRS623/ Available: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADXRS623.pdfWeinberg H. Gyro Mechanical Performance: The Most Important Parameter // MS-2158.pdf. 2011. 5pp.Weinberg, H., Gyro mechanical performance: The most important parameter, MS-2158.pdf. 2011. 5pp.Marc Füldner. Multi-Core MEMS improve automotive safety / Electronic Specifier Design, Nov. 2011. Vol. 1, Issue 9.Füldner, M., Multi-Core MEMS improve automotive safety, Electronic Specifier Design, 2011, vol. 1, no. 9.Revel S. Inertial MEMS devices: an overview of testing techniques and considerations URL: http://www.memsjournal.com/2011/09/inertial-mems-devices-an-overview-of-testing-techniques-and-considerations.html.Revel, S., Inertial MEMS devices: An overview of testing techniques and considerations, URL: http://www.memsjournal.com/2011/09/inertial-mems-devices-an-overview-of-testing-techniques-and-considerations.html.Евстифеев М.И., Челпанов И.Б. Вопросы обеспечения стойкости микромеханических гироскопов при механических воздействиях // Гироскопия и навигация. - 2013. - №1(80).- С.119-133.Evstifeev, M.I. and Chelpanov, I.B., Providing the mechanical stability of MEMS gyros, Giroskopiya i Navigatsiya, 2013, no. 1(80), pp. 119-133.Yoon S.W. Vibration Isolation and Shock Protection for MEMS // Dissertation. The University of Michigan. 2009, 290 pp.Yoon, S.W., Vibration isolation and shock protection for MEMS, Dissertation, The University of Michigan. 2009.Khalil Najafi, Lee S-H, Lee S. W., Pat.US 8049326 Environment-resistant module, micropackage and methods of manufacturing same, Nov. 1, 2011, 17pp.Najafi, K., Lee, S-H, and Lee, S.W., Pat.US 8049326, Environment-resistant module, micropackage and methods of manufacturing same, Nov. 1, 2011.Clark T.-C. Nguyen. The Harsh Environment Robust Micromechanical Technology (HERMiT) Program: Success and Some Unfinished Business Microwave Symposium Digest (MTT). – 2012, pp 1-3.Nguyen, C. T.-C., The Harsh Environment Robust Micromechanical Technology (HERMiT) Pro-gram: Success and Some Unfinished Business Microwave Symposium Digest (MTT), 2012, pp 1-3.Dean R.N et al . Characterization of the Performance of a MEMS Gyroscope in Acoustically Harsh Environments // IEEE transactions on industrial electronics. – Vol. 58, no. 7, July 2011, pp. 2591 – 2596.Dean, R.N et al., Characterization of the performance of a MEMS gyroscope in acoustically harsh environments, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2011, vol. 58, no. 7, pp. 2591 – 2596.Челпанов И.Б., Евстифеев М.И., Кочетков А.В. Акустические испытания микромеханических гироскопов // Интернет-журнал «Науковедение». - 2013. - № 5.- С. 1-8.Chelpanov, I.B., Evstifeev, M.I., and Kochetkov, A.V., Acoustic tests of MEMS gyros, Nau-kovedenie, 2013, no. 5, pp. 1-8.Lestev A. M. Combination Resonances In Mems Gyro Dynamics / Gyroscopy and Navigation, Vol. 6, No. 1, 2015, pp. 41–44.Lestev, A.M., Combination resonances in MEMS gyro dynamics, Gyroscopy and Navigation, 2015, vol. 6, no. 1, pp. 41–44.Peshekhonov V.G. et al. Test Results for RR-Type Micromechanical Gyroscope / Gyroscopy and Navigation, vol.1, № 4, 2010, pp 350-358.Peshekhonov, V.G. et al., Test results for RR-type micromechanical gyroscope, Gyroscopy and Navigation, 2010, vol.1, no. 4, pp 350-358.Ефремов Р.С., Куликова О.Н. Микромеханический датчик угловой скорости с повышенной вибростойкостью // Навигация и управление движением. – Материалы XIV конференции молодых ученых. – 2012. C. 225-229.Efremov, R.S., and Kulikova, O.N., MEMS angular rate sensor with enhanced vibration immunity, Materialy 14 konferentsii molodykh uchenykh “Navigatsiya i upravlenie dvizheniem” (Proceedings of the 14th Conference of Young Scientists “Navigation and Motion Control”), 2012, pp. 225-229.Evstifeev M. I., Rozentsvein D. V., Chelpanov I. B. Strength Analysis of MEMS Gyro Elastic Suspensions. – Pleiades Publishing, Ltd. – 2010, Vol. 1, No. 4, pp. 263–271.Evstifeev, M.I., Rozentsvein, D.V., and Chelpanov, I.B. Strength analysis of MEMS gyro elastic suspensions // Gyroscopy and navigation, 2010, vol. 1, no. 4, pp. 263–271.Evstifeev M. I., Chelpanov I. B. Quality Criteria and Optimization of RR_Type MEMS Gyro Designs / Gyroscopy and Navigation.- Pleiades Publishing, Ltd.- 2012, Vol. 3, No. 3, pp. 168–174.Evstifeev M.I. and Chelpanov, I.B., Quality criteria and optimization of RR-type MEMS gyro de-signs, Gyroscopy and Navigation, 2012, vol. 3, no. 3, pp. 168–174.Беляев Я. В. Методы снижения порога чувствительности микромеханического гироскопа. – Автореф. дисс…. к. т. н..- 2010.Belyaev, Ya.V., Reducing the sensitivity threshold of MEMS gyro, Synopsis of Cand. Sci. Disserta-tion, 2010.Евстифеев М.И., Ковалев А. С., Елисеев Д. П. Исследование электромеханической модели микромеханического гироскопа r-r типа с учетом вибраций основания // Гироскопия и навигация. - 2013.- № 3 (82).- С. 24-32.Evstifeev, M.I., Kovalev, A.S., and Eliseev, D.P., Investigation of the electromechanical model of a RR-type MEMS gyro with consideration for the base vibrations, Giroskopiya i Navigatsiya, 2013, no. 3 (82), pp. 24-32.Некрасов Я.А. Способ подавления ложного сигнала в измерителе угловой скорости с микромеханическими гироскопами / Патент РФ № 248469. - Бюл. № 18, 27.06.2013, 12 с.Nekrasov, Ya.A., Reducing the false signal in angular rate meter with MEMS gyros, RF patent № 248469, Byulleten, no. 18, 27.06.2013.Некрасов Я.А. Улучшение эксплуатационных характеристик отечественного микромеханического гироскопа RR-типа / Некрасов Я.А., Моисеев Н.В., Павлова С.В., Люкшонков Р.Г. // Сборник материалов XXI Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигаци-онным системам. - СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014.- С. 226.Nekrasov, Ya.A., Moiseev, N.V., Pavlova, S.V., and Lyukshonkov, R.G., Improving the perfor-mance of the Russian RR-type gyro MEMS gyro, 21st St. Petersburg International Conference on In-tegrated Navigation Systems, CSRI Elektropribor, 2014, pp. 285-293.Nekrasov Y.A., Pavlova S.V., Moiseev N. V. MEMS Gyro Vibration Immunity and its Measurement with TIRA Shaker // 2015 IEEE International and Measurement Technology Conference (I2MTC), pp.1763-1767Nekrasov Y.A., Pavlova S.V., Moiseev N.V. MEMS gyro vibration immunity and its measurement with TIRA shaker, 2015 IEEE International and Measurement Technology Conference (I2MTC), pp.1763-1767Fadi Alsaleem. An Investigation into the Effect of the PCB Motion on the Dynamic Response of MEMS Devices Under Mechanical Shock Loads/ Fadi Alsaleem, Mohammad I Younis, Ronald Miles // Journal of Electronic Packaging by ASME, Vol. 130, 031002, 10 pages, September, 2008.Alsaleem, F., Younis, M.I., and Miles, R., An investigation into the effect of the PCB motion on the dynamic response of MEMS devices under mechanical shock loads, Journal of Electronic Packaging by ASME, 2008, vol. 130, 031002.TIRA GmbH. TIRA Vibration Test Systems/ Available: http://www.tira-gmbh.de/schwing/english/ inhalt.htmTIRA GmbH. TIRA Vibration Test Systems / Available: http: // www.tira-gmbh.de/schwing/english/ inhalt.htmA PCB Group Co. Sound and vibration systems Selection Guide/ URL: www.modalshop.comA PCB Group Co. Sound and vibration systems Selection Guide / URL: www.modalshop.comНекрасов Я.А., Люкшонков Р.Г., Моисеев Н.В. Использование измерения параметров ЧЭ для формирования ММГ с автономной компенсацией // ХХ Санкт-Петербургская междунар. конф. по интегрированным навигационным системам. - С.-Петербург: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2013.- С. 138-139.Nekrasov, Ya.A., Lyukshonkov, R.G., and Moiseev, N.V., Sensitive element parameter measure-ment in situ for forming self-compensated MMG, 20th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, CSRI Elektropribor, 2013, pp. 167-168.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.