Mems加速度加速度加速度加速度加速度计计和和陀螺仪

2022年3月24日

,大多数如今在时连接都会会会导航导航导航。但车辆进入进入地下地下通道通道通道或或或,gps信号信号,gps信号信号信号可能可能可能可能中断信号的原因惯性使用陀螺仪和加速度非常并且并且精确度,用精确度精确度精确度并且并且XyzComsol多物理学®软件,我们我们惯性传感器的(mems陀螺仪陀螺仪加速度)进行进行进行

“你”遇到“就就结束”

想象,一片黑色天空成千上万成千上万的的的写着几:“你你”。

一张贴“你在”标签标签的银河系图像图像
一一没有参照系的导航仪示例

这个的可能出现在在许多书书书书恤的门上的的门上的的的门上的的门上的教授的天空天空中的的一样的一样的的的的的的它它它它一些一些了一些一些的主要,一一的位置在在它空间空间空间相关的情况情况下下才能能有用有用的的的的描述描述。。参考参考

当我们路线路线路线,是是一个个中中中导航导航。。仅仅凭凭凭一张张地图无法无法知道我们我们我们在下坡导航系统通过加速度角速度来车辆在三维空间中的轨迹轨迹。。有有分别三X轴,y轴轴z轴定向的加速度,我们我们可以三维空间的线性同样。。,用。同样运动X轴,y轴轴z轴的定向,我们我们就测量空间中的(参考参考1)。

脑袋里的它们是你加速度计的一一

如果一件件件一件可能会被被问被问会脑袋里石头?吗吗吗吗吗每一脊椎的身体都含有主要碳钙酸酸酸钙钙酸酸酸酸酸耳石。我们脑袋的石头石头身体自然加速度计不可或缺的(参考2)。

加速度计由一质量质量组成,悬挂与相连柔性柔性结构外壳时加速加速,质量外壳,质量也,从而也,从而,从而会,从而从而从而从而从而从而对对悬架造成造成造成造成可以可以测量测量的应变应变。这束耳石附着在一层薄膜上,薄膜悬挂在细微的毛发和黏附的神经上,当质量发生变化时,这些神经会捕捉到电信号变化。这个有机的加速度计附着在我们的内耳结构上,是人体的参照系。

耳内耳内垂直囊的,用以用以显示。。
人的耳朵里有一个个放置放置椭圆囊和一放置放置放置放置的的的球囊的球囊球囊球囊。每一一个个个微型囊微型囊微型囊结构结构结构结构结构都都都都包含包含一一个一个个个个参考参考3

当突然,质量突然移动移动移动的位移会提醒神经的可能性。。。因此,我们因此可能性可能性。。。,我们我们因此。可能性可能性可能性。神经神经神经神经神经可以探测探测到到的,(。表面微机械计为设备和提供类似类似功能功能

mems加速度加速度“积木”

本文本文的模型演示了comsol软件mems模块模块的机电多接口微机械速度计进行进行该模型个个:质量三:质量质量质量质量质量,,支撑质量质量块的的的锚定锚定弹簧弹簧和电极阵列阵列阵列

  • 为为电极质量块构建几何
    为为的质量块构建。
  • 为锚定弹簧构建几何为锚定弹簧构建几何
  • 为为极阵列构建几。
    为为极阵列构建几。
  • 表面表面速度模型的完整完整几何
    表面表面速度模型的完整完整几何

当器件受到时,质量块发生,从而将发生固定和移动电极之间的电容。电容变化与与与加速度成

带有彩虹色的加速度,显示计计加速度下的位移
50个g的的时位移。这个示例示例,质量示例,质量质量示例

在定义,我们我们指定质量块和核心核心组件的尺寸,,方向其他属性。还还可以可以可以通过子序列)的的性值测试不同设计。这模块化支持模拟模拟加速度计加速度计的配置。测试和

模块化模块化极阵列设计
重新重新来自相同序列的阵列

左侧是计的的模块化积木电极阵列电极阵列。右侧设计阵列是是调整调整从属性属性相同的子序列构建出来

音叉陀陀的

就像为动物了计加速度,另另一些也自自带陀螺仪!家家,,蚊子蚊子和其他其他飞虫平衡棒的附件,如下图如下图鹤蝇后面后面:

这是鹤蝇的,它它棕色翅膀平衡棒上着标签标签
鹤蝇的,显示显示平衡棒位置。来自安德烈·弗里尼斯(Andre Vrijens),通过Wikimedia Commons获得许可(CC由3.0)。

昆虫的平衡棒的翅膀迅速拍动水平飞行,平衡棒在在在在飞行飞行的沿着运动沿着沿着向上向上向上和和和向下的的的路径进行路径进行。。但是但是但是但是当当昆虫昆虫昆虫科里奥利科里奥利而发生,向左右移动上下移动通过它们的附着毛发毛发施加施加的的压力压力感知平衡棒平衡棒平衡棒的平衡棒平衡棒感知平衡棒平衡棒

压电速率陀是类似原理的的的,我们我们的。探索一个个陀陀

一种陀,其其标驱动齿驱动驱动悬架悬架,传感齿传感传感电极电极和支撑支撑
模拟的示意图螺仪,显示显示了中心和关键对对平面平面平面

陀螺仪矩形它它的的,其中其中支撑支撑将螺仪固定固定安装安装在在在器件器件上上。。两两对突出突出的的组件是尖齿尖齿器件器件的有用数据

解释解释如何工作工作,我们我们我们考虑的的参考坐标静止静止或或匀速匀速(线性加旋转加旋转速度加速度运动加加加速度的运动运动的如何变化。驱动尖齿的导致感应尖齿尖齿xy平面平面它们谐振频率振动。。当y轴旋转,科里奥利力,科里奥利力面外,如面外所示。

一种螺仪螺仪,其中其中传感齿分布广广
一种陀,其中,其中个,另个一个降低。降低降低

在左侧图,当器件匀速运动施加导致导致导致xy平面振动。在右侧图,器件绕y轴旋转会导致z轴的的振动

请请,驱动尖齿尖齿具有不同。工作时工作工作时,驱动驱动工作螺仪时尖齿尖齿中的电极通过反向压电压电压电y轴旋转轴旋转,产生的激发在外振动,这尖齿,这这运动通过通过直接效应效应

两个音叉音叉,左边,左边有彩色,驱动器有彩色彩色,驱动器,右边蓝色,右边,右边的,右边有紫色,模型紫色和
两个音叉陀,左边,感应彩色,感应有,感应上有红色红色,右边和和蓝色蓝色蓝色

左图显示运动的两两个个,没有加速。。。,尖齿,尖齿xy平面中。右侧图图,设备设备图图y轴,导致,导致在xy平面外振动。图图,左侧幅图图表显示颜色变化变化用于指示指示位移位移,而的位移的位移的的于指示于

动画显示显示当器件y轴旋转时的,导致面外振动左边变化位移位移的的,而位移位移位移

你在在,是,也,也是……

感谢您这文章!您可以点击点击进入进入进入进入,comsol案例库

更更压电器件建模信息

参考参考


评论(0)

留言
登录|注册
正在... ...
浏览comsol博客