Методы повышения стойкости микромеханических гироскопов к механическим воздействиям
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2014.22.4.056-068
Аннотация
Рассматриваются основные методы повышения стойкости микромеханических гироскопов (ММГ) к механическим воздействиям. На базе выявленных признаков, используемых как критерии стойкости, предложена многоаспектная классификационная схема, позволяющая систематизировать данные об их взаимосвязях с конструктивным исполнением приборов, в состав которых входят ММГ, и выявлять новые, перспективные принципы их построения.
Об авторах
М. И. Евстифеев
ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).
Россия
Россия
Евстифеев Михаил Илларионович, доктор технических наук, начальник отдела. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
Д. П. Елисеев
ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».
Россия
Россия
Елисеев Даниил Павлович, аспирант.
И. Б. Челпанов
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет; ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С. Петербург).
Россия
Россия
Челпанов Игорь Борисович, доктор технических наук, профессор; ведущий научный сотрудник. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
Список литературы
1. Пешехонов, В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем // Гироскопия и навигация. – 2011. – № 1. – С. 3-16.
2. 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.
3. Биндер, Я.И. Мобильная инклинометрическая станция на основе микромеханических чувствительных элементов для съемки траекторий стволов группы скважин подземной выработки /Я.И. Биндер [и др.] // Гироскопия и навигация. – 2013. – № 1. – С. 95-106.
4. Пешехонов, В.Г. Микромеханические инерциальные преобразователи. Современное состояние и применение в военной технике /В.Г. Пешехонов, Л.П. Несенюк, Д.Г. Грязин // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2009. – № 3. – С. 28-32.
5. Коновалов, С.Ф. Инерциальный метод измерения перемещений строительных свай в процессе забивки /С.Ф. Коновалов, В.П. Подчезерцев // Гироскопия и навигация. – 2013. – № 4. – С. 14-23.
6. Боронахин, А.М. Исследование микромеханических чувствительных элементов в задачах диагностики рельсового пути / А.М. Боронахин [и др.] // Гироскопия и навигация. – 2012. – № 1. – С. 57-66.
7. Богданов, М.Б. Результаты исследовательских испытаний инерциального измерительного блока АИСТ-350Т на стойкость к механическим воздействиям // Гироскопия и навигация. – 2013. – № 4. – С. 84-93.
8. ADXRS646. High Stability, Low Noise Vibration Rejecting Yaw Rate Gyroscope / Data Sheet. Analog Devices. 2012. – 12 p.
9. Лукьянов, Д.П. Современное состояние и перспективы развития твердотельных микрогироскопов на поверхностных акустических волнах / Д.П. Лукьянов [и др.] // Гироскопия и навигация. – 2011. – № 3. – С. 75-87.
10. Weinberg, H. Gyro Mechanical Performance: The Most Important Parameter // Technical Article MS-2158. Analog Devices, Inc. – September 2011. – pp. 1-5.
11. 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, pp. 1-3.
12. Евстифеев, М.И. Классификационные признаки конструкций микромеханических гироскопов // Гироскопия и навигация. – 2004. – № 3. – С. 30-37.
13. Евстифеев, М.И. Анализ компьютерных средств проектирования микромеханических гироскопов с позиций мехатроники // М.И. Евстифеев [и др.] /Мехатроника, автоматизация, управление. – 2004. – № 2. – С. 31-37.
14. 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.
15. Евстифеев, М.И. Погрешности микромеханического гироскопа на вибрирующем основании // Гироскопия и навигация. – 2002. – № 2. – С. 19-25.
16. 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.
17. Евстифеев, М.И. Исследование электромеханической модели микромеханического гироскопа R-R типа с учетом вибраций основания / М.И. Евстифеев, А.С. Ковалев, Д.П. Елисеев // Гироскопия и навигация. – 2013. – № 3. – С. 24-32.
18. Лестев, А.М. О комбинационных резонансах в динамике микромеханических гироскопов /А.М.Лестев// Гироскопия и навигация. - 2014. - № 3. - С. 53-58.
19. Acar C., Shkel A. MEMS Vibratory Gyroscopes. Structural Approaches to Improve Robustness / Springer Science. – 2009 – 262 p.
20. 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.
21. Barbour, N. Inertial MEMS System Applications /N. Barbour [et al.]// Advances in Navigation Sensors and Integration Technology. RTO LECTURE SERIES 232. – 2004. – pp.7-1–7-12.
22. Патент 2447403 РФ, МПК G01С 19/56. Микромеханический гироскоп // Я.А. Некрасов; заявл. 07.12.2010; опубл. 10.04.2012; Бюл. № 10. – 10 с.
23. Udovenko, V.A. On the Formation of High Damping State and Optimization of Structure of Industrial
24. Damping Steels / V.A. Udovenko [et al.] // Solid State Phenomena. – 2008. – vol. 137. – pp.119-128.
25. Берштам, Я.Н. Исследование сплавов с высоким внутренним демпфированием в конструкции микромеханического гироскопа / Я.Н. Берштам, М.И. Евстифеев, Д.П. Елисеев // Материалы XXIX конференции памяти Н.Н. Острякова. – 2014. – С. 65-72.
26. Lestev M.A. The influence of nonlinear factors on dynamics and accuracy of micromechanical gyroscopes // Proceedings of 14th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. – 2007. – pp.24-25.
27. Евстифеев, М.И. Упругие подвесы инерционных тел в точном приборостроении // Гироскопия и навигация. – 2007. – № 2. – С. 63-76.
28. Евстифеев, М.И. Анализ прочности упругих подвесов микромеханических гироскопов / М.И. Евстифеев, Д.В. Розенцвейн, И.Б. Челпанов // Гироскопия и навигация. – 2009. – № 3. – С. 22-34.
29. Sang Won Yoon. Vibration Isolation and Shock Protection for MEMS // University of Michigan Ph.D. Dissertation. – 2009. – 208 p.
30. 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.
31. 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.
32. ADXRS150. Single Chip Yaw Rate Gyro with Signal Conditioning / Data Sheet. Analog Devices. 2010. – 12 p.
33. Lapadatu, D. SAR500 – A High-Precision High-Stability Butterfly Gyroscope with North Seeking Capability / D. Lapadatu [et al.] // Proceedings of IEEE/ION PLANS 2010. – pp. 6-13.
34. U.S. Patent 6443008. Decoupled Multi-Disk Gyroscope/ Funk K. et al; Robert Bosch GmbX. - Sep.3, 2002. - 11 p.
35. U.S. Patent 8266961. Inertial Sensors with Reduced Sensitivity to Quadrature Errors and Micromachining Inaccuracies / Kuang J., Geen J.; Analog Devices. - Sep.18, 2012. - 17 p.
36. U.S. Patent 5635640. Micromachined Device with Rotationally Vibrated Masses / Geen J.; Analog Devices. - Jun.3, 1997. - 8 p.
37. Geen, J. Progress in Integrated Gyroscopes // IEEE A&E Systems magazine – November, 2004. – pp. 12-17.
38. Singh, T. Analysis of acceleration sensitivity in MEMS tuning fork gyroscope / T. Singh [et al.] // Proceedings of Transducers’11, Beijing, China, June 5-9, 2011. – рр. 2006-2009.
39. Sang Won Yoon. Analysis and wafer-level design of a high-order silicon vibration isolator for resonating MEMS devices /Sang Won Yoon [et al.] // J. Micromech. Microeng. 21 (2011). – pp. 1-12.
40. 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.
41. Dean, R.N. Characterization of the Performance of a MEMS Gyroscope in Acoustically Harsh Environments / R. N. Dean [et al.] // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2011. – vol. 58, №7. –pp. 2591-2596.
42. Челпанов, И.Б. Акустические испытания микромеханических гироскопов / И.Б. Челпанов, М.И. Евстифеев, А.В. Кочетков // Интернет-журнал «Науковедение». 2013. – № 5 (18) [Электронный ресурс]. – М., 2013. – Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/106tvn513.pdf, свободный – Загл. с экрана.
43. Dean, R.N. Microfibrous metallic cloth for acoustic isolation of a MEMS gyroscope / R. N. Dean [et al.] // Proceeding of SPIE 7979, Industrial and Commercial Applications of Smart Structures Technologies. – 2011. – URL: http://dx.doi.org/10.1117/12.880624.
44. Патент 2486469 РФ, МПК G01С 19/5656. Способ подавления ложного сигнала в измерителе угловой скорости с микромеханическими гироскопами // Я.А. Некрасов; заявл. 31.01.2012; опубл. 27.06.2013; Бюл. № 18. – 12 с.
45. Патент 2486468 РФ, МПК G01С 19/56. Измеритель угловой скорости // Я.А. Некрасов; заявл. 31.01.2012; опубл. 27.06.2013. Бюл. № 18. – 13 с.
46. Люкшонков, Р.Г. Дифференциальный емкостной датчик перемещений с дополнительной информацией о зазоре / Р.Г. Люкшонков, Н.В. Моисеев // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2011. - № 4. - С. 67-72.
47. Патент 2471149 РФ, МПК G01С 19/56. Микромеханический гироскоп компенсационного типа// Я.А. Некрасов, Н.В. Моисеев, Р.Г. Люкшонков; заявл. 07.12.2010; опубл. 20.06.2012; Бюл. №.17. – 10 с.
Рецензия
Для цитирования:
Евстифеев М.И., Елисеев Д.П., Челпанов И.Б. Методы повышения стойкости микромеханических гироскопов к механическим воздействиям. Гироскопия и навигация. 2014;22(4):56-68. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2014.22.4.056-068
Просмотров:
78
JATS XML
Послать статью по эл. почте 