资料介绍
近年来,MEMS 惯性器件取得了飞速发展,基于 MEMS 惯性器件的惯导系统也逐渐成熟,应用范围越来越广,特别是在航天和军事上具有巨大的发展潜力。本文阐述了 MEMS 惯性器件特点、发展过程及在航天和军事领域的应用现状,最后对 MEMS 惯性器件的未来发展趋势作了展望。
微电子机械系统[1](Micro-Electro-Mechanica Systems),简称 MEMS,也可称为微机电系统,是指可以批量制造的,一种将微型结构、微型传感器、微型执行器设计为一体,同时将信号处理电路、接口以及通讯和电源也置于其内部的微型器件或系统。采用微机电系统技术的惯性器件由于特性优异,已在汽车、航空航天、制导炸弹等各大领域有了广泛的应用。随着技术不断进步,MEMS 惯性器件性能必将进一步得到提升,其应用范围和应用幅度必将继续扩大。本文阐述了 MEMS 惯性器件特点、发展过程及应用现状,并对MEMS 惯性器件未来发展趋势进行了展望。
2 MEMS 惯性器件技术特点
2.1 MEMS 惯性器件性能特点
通常,MEMS 惯性器件包括微加速度计、微型陀螺和微惯性测量组合(MIMU)[2]。基于 MEMS 的惯性器件一般采用硅基材料,同时在半导体集成电路制造工艺的基础上制造而成。它不但具有尺寸小、质量轻、功耗低的特点,而且其低成本、高可靠性、抗振动冲击能力强等优势更是其他惯性器件无法比拟。特别是其特征尺寸甚至到了微米量级,这使得它们可以实现传统传感器所不能完成的功能。
2.2 工作原理
MEMS 惯性器件的工作原理类似于传统的惯性器件,即牛顿定律,通过测量载体的质心运动(加速度)和姿态运动(角速度),从而可以实现对载体的控制和导航。
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