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扇形梳齿驱动式体硅微机械隧道陀螺仪的设计与制备英文
第 17 卷 第 6 期 光学 精密工程 Vol . 17 No . 6
2009 年 6 月 Op tics and Preci sion Engineering J un . 2009
( )
文章编号 1004924X 2009 0614 1506
扇形梳齿驱动式体硅微机械
隧道陀螺仪的设计与制备
王凌云 ,李文望 ,庄根煌 ,孙道恒
(厦门大学 机电工程系 ,福建 厦门 36 1005)
摘要 :介绍了一种利用隧道效应所具有的高位移敏感特性来获得较高灵敏度的微机械隧道振动陀螺仪的设计和工艺制
备 ,该陀螺仪分别采用扇形梳齿驱动和面外振动悬臂梁的方式实现质量块的振动和恒隧道电流的检测 。介绍了扇形梳
( )
齿驱动的工作原理和隧道陀螺仪的设计 。由于采用了硅玻键合和深反应离子蚀刻 DR IE 的 DD SO G 体硅制备工艺 , 因
而可获得较大的敏感质量块 ,从而使陀螺仪具有较高的灵敏度和较大的动态响应范围。根据检测模态和驱动模态匹配
的原则 ,利用有限元模型对隧道陀螺仪的结构尺寸进行了优化 ,仿真结果表明 ,该陀螺仪在常压下的灵敏度为 0 . 007
( )
nm °/ s 。
关 键 词 :隧道效应 ;陀螺仪 ;DD SO G ;隧道传感器
中图分类号 :U 666 . 123 ;V24 1. 5 文献标识码 :A
Design and fabrication of bul k micromachined tunnel ing
gyroscope with fanshaped comb drivers
WAN G Lingyun , L I Wenwan g , ZHU AN G Genhuang , SU N Daoheng
( )
D ep a rt m ent of M ech anical an d E lect rical E ng i neeri ng , X i am en Uni ve rs i ty , F uj i an 36 1005 , Ch i n a
Abstract : A bulk micro machined vibratory t unnelin g gyro scop e w hich emp loy s t he high di sp lacement
sen sitivit y of quant um t unnelin g to o bt ain t he de sired re solution ha s been develop ed . The device con
si st s of f anshap ed co mb driver s w hich can o scillat e and an outofp lane silicon cantilever linked up to a
sub st rat e su sp en ded by sp ring s. Becau se of adop ti
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