敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响

研究了干燥空气、N2和He等3种常用敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响。采用有限元法计算了输入角速度ωi=20(°)/s时敏感元件内的流场。计算结果和实验表明,改变敏感元件内敏感工作气体的种类,流场分布也随之变化。ωi=20(°)/s时,两热电阻丝r1、r2处的气流速度差ΔvN2>ΔvAIR>ΔvHe。灵敏度系数KN2>KAIR>KHe,其中KN2=1.05 KAIR,KHe=0.21%KAIR。N2对应的灵敏度最高,热电阻丝抗氧化,稳定性较好,但成本高;干燥空气的灵敏度次之,热电阻丝易氧化,稳定性差;He对应的灵敏度最小,热电阻丝不易氧化,稳定性最好。该文解释了敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响机理,为提高射流陀螺的实用性,满足不同工程需要开辟了一个新的途径。     

微型气流陀螺敏感机理的有限元分析

根据计算敏感元件内的流场分布解释微型气流陀螺的敏感机理。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件，根据陀螺实际尺寸进行建模求解，计算出在不同输入角速度时二维腔体中气体的流场及分布。计算结果表明，陀螺静止时两热电阻丝处气流速度相等，电流相等，输出电压为零；有角速度输入时，电阻丝气流速度不同，输出一个与角速度成比例的电压。     

提高压电射流角速度传感器性能的途径

报导了提高压电射流角速度传感器性能的途径.通过改进结构和工艺提高了压电射流角速度传感器的零位重复性、稳定性,减低了交叉耦合.实验结果表明零位重复性从原来的0.2(°)/S提高到0.1(°)/S,交叉耦合从原来的2%减小到1%.     

肝细胞癌切除术后不同生存期相关危险因素分析

解释了环境温度对微机械气流式全方位水平姿态传感器灵敏度的影响机理.采用有限元方法,通过建立该传感器敏感元件的三维模型计算了不同环境温度下,倾斜10°时敏感元件内的温度场.结果表明,在热源温度一定的情况下,输入恒定倾角时,敏感元件内的温度场随环境温度发生了变化;随着环境温度的增加(下降),敏感元件内两两相对的检测热敏电阻处的温度之差减小(增加),检测电桥输出电压减小(增加),传感器灵敏度降低(升高).为进一步采取温度补偿,减小该传感器灵敏度的温度漂移提供了理论和实验依据.     

微机械全方位水平姿态传感器的研究

提出了一种能敏感全方位水平姿态的微机械传感器.采用微机械工艺制作的正八边形敏感元件敏感全方位水平姿态;通过前置信号电路和数字电路构成信号处理电路,实现倾角电压信号的提取,全方位信号合成和全方位倾角信号的灵敏度补偿.测试结果表明,分辨率优于0.1°,方位角测量范围可达360°,倾斜角度测量范围可达到20°.该传感器不仅体积小,且结构紧凑,工艺简单,敏感元件输出一致性好,适于批量生产.     

热振子式双轴MEMS角速度陀螺敏感机理的研究

该文给出了一种热振子式双轴微机电系统(MEMS)角速度陀螺的敏感机理。在给出双轴敏感原理、热振子的振动模态和陀螺效应的基础上,对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明,开机1.8 s后在敏感结构内形成了一个稳定的温度场;当有角速度加载时,热振子随着输入角速度而移动,造成温度场偏移,两个正交Y(X)方向上对称设置的两热线温差ΔT_Y(ΔT_X)随着输入角速度a_x(a_y)的加大呈现线性增长,x、y轴平均温度灵敏度为121 mK/(°)/s;根据输入-输出ω_x-V_Yout和ω_y-V_Xout特性曲线得到数学模型,从而揭示了敏感机理,x、y轴平均灵敏度为0.091 mV/(°)/s,平均非线性度为1.86%,平均交叉耦合为2.3%。该文为优化结构奠定了实用理论基础。     

动热源摆式单轴MEMS热加速度计敏感机理的研究

该文揭示了一种动热源摆式单轴微机电系统(MEMS)热加速度计的敏感机理。在给出敏感结构原理的基础上,通过建立二维物理研究模型、划分网格、加载加速度等方法对敏感结构内的温度场进行了计算。结果表明,开机1.8 s后在敏感结构内形成了一个稳定的以动热源为中心的温度场;输入加速度a时,动热源沿着加速度方向偏移,温度场随之偏移,敏感轴方向上对称设置的两个热线温差ΔT_X随着输入加速度a的加大而呈线性增长,温度灵敏度为7.1×10^-2 mK/g。根据输入-输出(a-VXOUT)特性曲线给出数学模型,得到该加速度计灵敏度为0.5 V/g,非线性度为2.8%,从而揭示了敏感机理。     

独立敏感式MEMS热膨胀流陀螺的机理研究

提出了一种新型独立敏感式微机电系统(MEMS)热膨胀流陀螺并对其敏感机理进行了研究。通过COMSOL创建了该结构的三维模型,并使用有限元方法对其敏感结构的温度场进行了计算。结果表明,在加热器功率为50 mW,角速度为-10~10 rad/s时,该陀螺的温度灵敏度为0.224 K·(rad·s^-1)^-1,非线性度为2.37%,具有陀螺效应,且灵敏度为1.8 mV·(rad·s^-1)^-1,非线性度为2.06%。该陀螺具有灵敏度高及工艺简单等特点,为后续结构优化提供了理论依据。     

微型气流陀螺敏感机理的有限元分析

根据计算敏感元件内的流场分布解释微型气流陀螺的敏感机理。利用ANSYS-FLOTRANCFD软件,根据陀螺实际尺寸进行建模求解,计算出在不同输入角速度时二维腔体中气体的流场及分布。计算结果表明,陀螺静止时两热电阻丝处气流速度相等,电流相等,输出电压为零;有角速度输入时,电阻丝气流速度不同,输出一个与角速度成比例的电压。     

两丝球形气流式倾角传感器敏感机理的研究

采用有限元法(FEM)计算了两丝球形敏感元件内的温度场和流场,解释和验证了该结构传感器的敏感机理。计算结果和实验表明,两丝球形敏感元件内的流场和温度场随倾角θ发生变化;倾斜时等温线不再左右对称,高温等温线重叠部分减少;θ=0°时,热敏电阻丝r1、r2的平均温度差ΔT=0;θ=10°时,ΔT=7.31K;θ=20°时,ΔT=13.64K。ΔT随着θ变化的平均灵敏度为0.707K/(°);倾斜时位置偏高的热敏电阻丝平均温度高,θ和ΔT基本呈线性关系;与实测值相比,理论值偏大,平均相对偏差为4.5%;热敏电阻丝r1、r2的温度差ΔT随着倾角θ变化,引起两热敏电阻丝阻值改变,检测电桥输出一个对应于倾角θ的不平衡电压ΔV。该文采用的方法为两丝球形敏感腔结构气流式倾角传感器的结构优化和性能改进开辟了有效的研究途径。