大气下工作的微机械陀螺的设计及其噪声特性

陈永; 焦继伟; 王惠泉; 金仲和; 张颖; 熊斌; 李昕欣; 王跃林

Chin. J. Semicond. > 2005, Volume 26 > Issue 1 > 148-152

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大气下工作的微机械陀螺的设计及其噪声特性

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Abstract: 设计了一种基于体微机械加工技术的新型音叉式微机械陀螺．该陀螺在驱动模态和检测模态的空气阻尼均为滑膜阻尼，有效提高了微机械陀螺的Q值和灵敏度,同时降低了陀螺的热机械噪声．对陀螺噪声特性进行的分析表明，该陀螺具有相对很低的热噪声．制作了陀螺芯片，并测试了其机械性能和噪声特性．结果表明，该陀螺的噪声谱密度不超过60μV/Ｈｚ1/2，灵敏度为10mV/（°·s－１）．该微机械陀螺有望实现较高的角速度分辨率．

1	SOI-based radial-contour-mode micromechanical disk resonator Jia Yingqian, Zhao Zhengping, Yang Yongjun, Hu Xiaodong, Li Qian, et al. Journal of Semiconductors, 2011, 32(11): 115001. doi: 10.1088/1674-4926/32/11/115001
2	A micromachined inline type microwave power sensor with working state transfer switches Han Lei Journal of Semiconductors, 2011, 32(5): 055003. doi: 10.1088/1674-4926/32/5/055003
3	A Tunable Micromechanical Capacitor Driven by Electrostatic Force Fang Dongming, Fu Shi, Zhou Yong, Zhao Xiaolin Chinese Journal of Semiconductors , 2007, 28(9): 1454-1458.
4	A Novel Micromachined x-Axis Tuning Fork Gyroscope Based on "8-Beams/Proofmass" Structure Duan Fei, Jiao Jiwei, Wang Yucai, Zhang Ying, Mi Binwei, et al. Chinese Journal of Semiconductors , 2007, 28(10): 1630-1635.
5	一种改进的旋转式微机械结构 Chinese Journal of Semiconductors , 2005, 26(5): 1040-1044.
6	Analysis and Design About Tuning Range of Micro-Electromechanical Tunable Vertical Cavity Surface Emitting Lasers Wang Honghang, Guo Xia, Qu Hongwei, Dong Limin, Shen Guangdi, et al. Chinese Journal of Semiconductors , 2005, 26(S1): 180-183.
7	衬底驱动MOSFET特性分析及超低压运算放大器设计尹韬, 朱樟明, 杨银堂, 郭磊 Chinese Journal of Semiconductors , 2005, 26(1): 158-162.
8	梳齿的不平行对电容式微机械传感器可靠工作范围的影响董林玺, 车录锋, 王跃林 Chinese Journal of Semiconductors , 2005, 26(2): 373-378.
9	一个DC-32GHz两位微机械移相器(英文) Chinese Journal of Semiconductors , 2004, 25(11): 1386-1390.
10	微机械可调谐滤波器的研制(英文) Chinese Journal of Semiconductors , 2003, 24(4): 347-350.
11	Substrate Effects of micromachined planar inductor Dong Ying, Liu Zewen, Ding Yong Chinese Journal of Semiconductors , 2003, 24(S1): 175-178.
12	阵列式微机械悬臂梁的研制及其特性分析 Chinese Journal of Semiconductors , 2003, 24(8): 861-865.
13	Poly-Silicon Micromachined Switch ZHANG Zheng-yuan, WEN Zhi-yu, XU Shi-liu, ZHANG Zheng-fan, LI Kai-cheng, et al. Chinese Journal of Semiconductors , 2002, 23(9): 914-920.
14	Computer-Aided Design of RF-MEMS Switch WEI Hua-zheng, GUO Fang-min, LAI Zong-sheng, ZHU Shou-zheng, ZHU Zi-qiang, et al. Chinese Journal of Semiconductors , 2002, 23(9): 947-951.
15	微机械热对流加速度计 Chinese Journal of Semiconductors , 2001, 22(4): 465-468.
16	一种新颖微机械数模转换器的模拟与设计优化(英文) Chinese Journal of Semiconductors , 2001, 22(12): 1543-1545.
17	一种微机械光开关的分析和设计(英文) Chinese Journal of Semiconductors , 2001, 22(7): 837-840.
18	形成硅多层微机械结构的“掩模-无掩模”腐蚀新技术 Chinese Journal of Semiconductors , 1997, 18(12): 946-950.
19	微机械梁内应力测量方法的研究 Chinese Journal of Semiconductors , 1995, 16(7): 509-516.
20	用表面微机械加工技术制成的流速传感器 Chinese Journal of Semiconductors , 1993, 14(7): 450-452.

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陈永, 焦继伟, 王惠泉, 金仲和, 张颖, 熊斌, 李昕欣, 王跃林. 大气下工作的微机械陀螺的设计及其噪声特性[J]. Journal of Semiconductors, 2005, 26(1): 148-152.

陈永, 焦继伟, 王惠泉, 金仲和, 张颖, 熊斌, 李昕欣, 王跃林, 大气下工作的微机械陀螺的设计及其噪声特性[J]. Journal of Semiconductors, 2005, 26(1), 148-152

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Received: 19 August 2015 Revised: Online: Published: 01 January 2005

设计了一种基于体微机械加工技术的新型音叉式微机械陀螺．该陀螺在驱动模态和检测模态的空气阻尼均为滑膜阻尼，有效提高了微机械陀螺的Q值和灵敏度,同时降低了陀螺的热机械噪声．对陀螺噪声特性进行的分析表明，该陀螺具有相对很低的热噪声．制作了陀螺芯片，并测试了其机械性能和噪声特性．结果表明，该陀螺的噪声谱密度不超过60μV/Ｈｚ1/2，灵敏度为10mV/（°·s－１）．该微机械陀螺有望实现较高的角速度分辨率．

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