gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2015.23.4.067-076gyroscopy-422Research ArticleСтатьиМикромеханический гироскоп RR-типа с подвижным электродомMEMS RR-type gyro with a moving electrodeЕвстифеевМ. И.EvstifeevM. I.

Евстифеев Михаил Илларионович, доктор технических наук, начальник отдела; профессор кафедры. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ЕлисеевД. П.EliseevD. P.

Елисеев Даниил Павлович, научный сотрудник; аспирант. 

ЧелпановИ. Б.ChelpanovI. B.

Челпанов Игорь Борисович, доктор технических наук, профессор; ведущий научный сотрудник.Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

Евстифеев Михаил Илларионович, доктор технических наук, начальник отдела; профессор кафедры. АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSCRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSCRussian FederationСанкт-Петербургский государственный политехнический университет, АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSCRussian Federation2015231220252346776Copyright © Евстифеев М.И., Елисеев Д.П., Челпанов И.Б., 20252025Евстифеев М.И., Елисеев Д.П., Челпанов И.Б.Evstifeev M.I., Eliseev D.P., Chelpanov I.B.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/422

Предложена конструкция микромеханического гироскопа RR-типа, стойкого к поступательной вибрации и постоянным линейным ускорениям. Повышение механической стойкости достигается расположением электродов датчиков угла и момента на упругом подвесе с определенной жесткостью. Описываются основные конструктивные особенности предлагаемого гироскопа, приводятся аналитические выражения для соотношения собственных частот подвесов инерционного тела и электрода, а также результаты математического моделирования динамики такого гироскопа на вибрирующем основании.

A MEMS RR-type gyro design is proposed, which is immune to translational vibrations and constant linear accelerations. Mechanical immunity is enhanced by arranging the electrodes of angle sensors and torques on elastic suspension with certain rigidity. Main design features of the gyro are described, analytical expressions are given for the ratio of suspension and electrode eigenfrequencies, and results of mathematical modeling of gyro dynamics on vibrating foundation are provided.

Микромеханический гироскоп RR-типаподвижный электрод.MEMS RR-type gyromoving electrodeReferencesПешехонов В. Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем / В. Г. Пешехонов [и др.] // Гироскопия и навигация. 2011. № 1. С. 3–16.Пешехонов В. Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем / В. Г. Пешехонов [и др.] // Гироскопия и навигация. 2011. № 1. С. 3–16.Пешехонов В. Г. Отечественный микромеханический гироскоп RR-типа. Современное состояние и перспективы / В. Г. Пешехонов [и др.] // Информационное противодействие угрозам терроризма. 2012. № 19. С. 108–114.Пешехонов В. Г. Отечественный микромеханический гироскоп RR-типа. Современное состояние и перспективы / В. Г. Пешехонов [и др.] // Информационное противодействие угрозам терроризма. 2012. № 19. С. 108–114.Barbour N. Inertial MEMS System Applications / N. Barbour [et al.] // Advances in Navigation Sensors and Integration Technology. RTO LECTURE SERIES 232. 2004. P. 7-1–7-12.Barbour N. Inertial MEMS System Applications / N. Barbour [et al.] // Advances in Navigation Sensors and Integration Technology. RTO LECTURE SERIES 232. 2004. P. 7-1–7-12.Geen J. Progress in Integrated Gyroscopes // IEEE A&E Systems magazine. November, 2004. P. 12–17.Geen J. Progress in Integrated Gyroscopes // IEEE A&E Systems magazine. November, 2004. P. 12–17.Weinberg H. Gyro Mechanical Performance: The Most Important Parameter // Technical Article MS-2158. Analog Devices, Inc. September 2011. pp. 1–5.Weinberg H. Gyro Mechanical Performance: The Most Important Parameter // Technical Article MS-2158. Analog Devices, Inc. September 2011. pp. 1–5.Nguyen C. The Harsh Environment Robust Micromechanical Technology (HERMiT) Program: Success and Some Unfinished Business // Microwave Symposium Digest (MTT), 2012 IEEE MTT-S International, June 2012. P. 1–3.Nguyen C. The Harsh Environment Robust Micromechanical Technology (HERMiT) Program: Success and Some Unfinished Business // Microwave Symposium Digest (MTT), 2012 IEEE MTT-S International, June 2012. P. 1–3.Евстифеев М. И. Вопросы обеспечения стойкости микромеханических гироскопов при механических воздействиях / М. И. Евстифеев, И. Б. Челпанов // Гироскопия и навигация. 2013. № 1. С. 119–133.Евстифеев М. И. Вопросы обеспечения стойкости микромеханических гироскопов при механических воздействиях / М. И. Евстифеев, И. Б. Челпанов // Гироскопия и навигация. 2013. № 1. С. 119–133.Евстифеев М. И. Результаты испытаний микромеханических гироскопов при механических воздействиях / М. И. Евстифеев, Д. П. Елисеев, А. С. Ковалев, Д. В. Розенцвейн // Гироскопия и навигация. 2011. № 1. С. 49–58.Евстифеев М. И. Результаты испытаний микромеханических гироскопов при механических воздействиях / М. И. Евстифеев, Д. П. Елисеев, А. С. Ковалев, Д. В. Розенцвейн // Гироскопия и навигация. 2011. № 1. С. 49–58.Евстифеев М. И. Исследование электромеханической модели микромеханического гироскопа RR-типа с учетом вибраций основания / М. И. Евстифеев, А. С. Ковалев, Д. П. Елисеев // Гироскопия и навигация. 2013. № 3. С. 24–32.Евстифеев М. И. Исследование электромеханической модели микромеханического гироскопа RR-типа с учетом вибраций основания / М. И. Евстифеев, А. С. Ковалев, Д. П. Елисеев // Гироскопия и навигация. 2013. № 3. С. 24–32.Елисеев Д. П. Исследование влияния линейных вибраций на ММГ RR-типа с учетом нелинейности емкостных датчиков / Д. П. Елисеев, А. С. Ковалев // Материалы XV конференции молодых ученых «Навигация и управление движение». 2014. С. 406–412.Елисеев Д. П. Исследование влияния линейных вибраций на ММГ RR-типа с учетом нелинейности емкостных датчиков / Д. П. Елисеев, А. С. Ковалев // Материалы XV конференции молодых ученых «Навигация и управление движение». 2014. С. 406–412.Евстифеев М. И. Методы повышения стойкости микромеханических гироскопов к механическим воздействиям / М. И. Евстифеев, Д. П. Елисеев, И. Б. Челпанов // Гироскопия и навигация. 2014. № 4. С. 56–68.Евстифеев М. И. Методы повышения стойкости микромеханических гироскопов к механическим воздействиям / М. И. Евстифеев, Д. П. Елисеев, И. Б. Челпанов // Гироскопия и навигация. 2014. № 4. С. 56–68.Habibi S. Gun Hard Inertial Measurement Unit based on MEMS capacitive accelerometer and rate sensor / S. Habibi [et al.] // Proceedings of IEEE/ION PLANS 2008, May 6–8 2008. pp. 232-237.Habibi S. Gun Hard Inertial Measurement Unit based on MEMS capacitive accelerometer and rate sensor / S. Habibi [et al.] // Proceedings of IEEE/ION PLANS 2008, May 6–8 2008. pp. 232-237.Sang Won Yoon. Vibration Isolation and Shock Protection for MEMS // University of Michigan Ph.D. Dissertation. 2009. 208 p.Sang Won Yoon. Vibration Isolation and Shock Protection for MEMS // University of Michigan Ph.D. Dissertation. 2009. 208 p.Евстифеев М. И. Использование многомассовых систем для повышения вибростойкости микромеханических гироскопов / М. И. Евстифеев, Д. В. Розенцвейн // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2009. № 1. С. 40–44.Евстифеев М. И. Использование многомассовых систем для повышения вибростойкости микромеханических гироскопов / М. И. Евстифеев, Д. В. Розенцвейн // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2009. № 1. С. 40–44.Некрасов Я. А. Улучшение эксплуатационных характеристик отечественного микромеханического гироскопа RR-типа / Я. А. Некрасов [и др.] // Материалы XХI Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам. 2014. С. 226–235.Некрасов Я. А. Улучшение эксплуатационных характеристик отечественного микромеханического гироскопа RR-типа / Я. А. Некрасов [и др.] // Материалы XХI Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам. 2014. С. 226–235.Патент 2561006 Российская Федерация, МПК G01С 19/56. Микромеханический вибрационный гироскоп / М. И. Евстифеев, Д. П. Елисеев; патентообладатель АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». № 2014123821/28; заявл. 10.06.2014; опубл. 20.08.2015; Бюл. № 23. 9 с.Патент 2561006 Российская Федерация, МПК G01С 19/56. Микромеханический вибрационный гироскоп / М. И. Евстифеев, Д. П. Елисеев; патентообладатель АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». № 2014123821/28; заявл. 10.06.2014; опубл. 20.08.2015; Бюл. № 23. 9 с.Евстифеев М. И. Анализ контактных взаимодействий в микромеханических гироскопах / М. И. Евстифеев, Д. В. Розенцвейн // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2010. № 4. С. 46–50.Евстифеев М. И. Анализ контактных взаимодействий в микромеханических гироскопах / М. И. Евстифеев, Д. В. Розенцвейн // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2010. № 4. С. 46–50.Евстифеев М. И. Проблемы расчета и проектирования микромеханических гироскопов // Гироскопия и навигация. 2004. № 1. С. 26–39.Евстифеев М. И. Проблемы расчета и проектирования микромеханических гироскопов // Гироскопия и навигация. 2004. № 1. С. 26–39.Пешехонов В. Г. Результаты разработки микромеханического гироскопа / В. Г. Пешехонов [и др.] // Гироскопия и навигация. 2005. № 3. С. 44–51.Пешехонов В. Г. Результаты разработки микромеханического гироскопа / В. Г. Пешехонов [и др.] // Гироскопия и навигация. 2005. № 3. С. 44–51.Евстифеев М. И. Упругие подвесы инерционных тел в точном приборостроении // Гироскопия и навигация. 2007. № 2. С. 63–76.Евстифеев М. И. Упругие подвесы инерционных тел в точном приборостроении // Гироскопия и навигация. 2007. № 2. С. 63–76.Ковалев А. С. К вопросу построения контура обратной связи микромеханического гироскопа/ А. С. Ковалев, Д. Г. Грязин, Д. И. Лычев, Ю. В. Шадрин // РАН. Научное приборостроение. Т. 17, выпуск 1. 2007. С. 91–97.Ковалев А. С. К вопросу построения контура обратной связи микромеханического гироскопа/ А. С. Ковалев, Д. Г. Грязин, Д. И. Лычев, Ю. В. Шадрин // РАН. Научное приборостроение. Т. 17, выпуск 1. 2007. С. 91–97.Евстифеев М. И. Требования к точности изготовления упругого подвеса микромеханического гироскопа / М. И. Евстифеев, А. А. Унтилов // Гироскопия и навигация. 2003. № 2. С. 24–31.Евстифеев М. И. Требования к точности изготовления упругого подвеса микромеханического гироскопа / М. И. Евстифеев, А. А. Унтилов // Гироскопия и навигация. 2003. № 2. С. 24–31.Ефремов Р. С. Микромеханический датчик угловой скорости с повышенной вибростойкостью / Р. С. Ефремов, О. Н. Куликова // Материалы XIV конференции молодых ученых «Навигация и управление движение». 2013. С. 225–229.Ефремов Р. С. Микромеханический датчик угловой скорости с повышенной вибростойкостью / Р. С. Ефремов, О. Н. Куликова // Материалы XIV конференции молодых ученых «Навигация и управление движение». 2013. С. 225–229.ADXRS646. High Stability, Low Noise Vibration Rejecting Yaw Rate Gyroscope / Data Sheet. AnalogDevices. 2012. 12 p.ADXRS646. High Stability, Low Noise Vibration Rejecting Yaw Rate Gyroscope / Data Sheet. AnalogDevices. 2012. 12 p.

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