新型微固体模态陀螺的基础研究

微固体模态陀螺是一种新型MEMS微陀螺，它利用弹性基体特殊振动模态下的振动作为驱动和感应振动，来敏感旋转角速度耦合的科氏力。由于微陀螺结构中不存在弹性支撑部件和作整体运动的惯性质量，所以它的抗冲击、抗震动能力强，对真空封装没有特殊的要求。微固体模态陀螺结构简单，避免了多层工艺带来的制造误差积累，因此工艺一致性好，适合采用微加工方法进行批量生产。在微固体模态陀螺中引入的集中质量和振动线性增强结构，可改善微陀螺的灵敏度和减小噪声误差。控制电极可用于结构制造误差电补偿和共振频率、品质因子以及电阻尼的调节，减小微陀螺受环境因素变化的影响，使微陀螺稳定工作在模态匹配条件下。本项目研究内容包括：微固体模态陀螺的模型建立；多物理耦合场的模拟仿真及结构多参数优化设计；基于非硅MEMS工艺的微细加工方法的研究；检测、驱动及控制电路的研究；微陀螺性能测试。本研究为微固体模态陀螺的实用化奠定理论和实践基础。