一种新型玻璃基底可用于微陀螺的反磁悬浮结构的设计与制造.pdf

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1、第23卷第1期传感技术学报V01．23No．12010年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2010TheDesignandManufactureofaNewTypeGlass-SubstratedDeviceⅥrithDiamagneticLevitationRotorforInertialSensorDAIFuyan，LIUWu，ZHANGWeiping，CHENWenyuan，LIUKai，ZHANGZhongrong(NationalKeyLab

2、oratoryofNano／MicroFabricationTechnology，KeyLaboratoryforThinFilmandMicrofabricationofMin~tryofEducation，InstituteofMicronanometerScienceandTechnologyShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China)Abstract：Theprincipleofthestablelevitationofrotorinthe

3、diamagneticlevitationmicrodeviceandit’Susingasinertialsensor，dynamicanalysisaredescribedinthispaper．Contentsinclude：(1)Theprincipleofthestablelevi-tationofrotorinthediamagneticlevitationmicrodeviceispresented．Analysesofthediamagneticlevitationsystemfor

4、thepermanentmagnetrotortoothprofileoftaticmechanicsstudyshowthestabilityunderthestructuralparame-tersofthesuspensionpermanent．(2)UsingtheMAXWELL3DfiniteelementanalysissoftwareinANSOFrtheproblemofdiamagneticrotorsuspensionofsuspendedmicro—deviceandrotor

5、suspensionaresimulated，therotationofthewholesystem，itsstability，itsstressanddisplacementareanalyzed．(3)Diamagneticmicro—devicemanufac-turingprocesswasstudied．(4)Therelatedexperimentofdiamagneticdeviceisdone．Keywords：diamagneticlevitation；micromotor；MEM

6、S；Glass-substratedEEACC：2575一种新型玻璃基底可用于微陀螺的反磁悬浮结构的设计与制造术戴福彦，刘武，张卫平，陈文元，刘凯，张忠榕(上海交通大学微纳米科学技术研究院，微米／纳米加工技术国家重点实验室，上海200030)摘要：主要介绍了反磁悬浮系统的悬浮和稳定的原理以及用作惯性传感器的原理。研究了对反磁悬浮微器件理论。使用ANSOFI"的MAXWELL3D有限元软件包分析了反磁转子悬浮微器件的悬浮问题，对于转子的悬浮、稳定和旋转进行了系统的仿真分析，包括受力分析与位移分析。对反

7、磁悬浮微器件的制作工艺进行了研究。对反磁悬浮器件进行了相关实验。关键词：反磁悬浮；微陀螺；微机电系统；玻璃基底中图分类号：V241．553文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)O1-0068—06在MEMS的诸多研究领域中，包括微加速度计言：用作微加速度计时，由于质量块悬浮受制造应和微陀螺的微惯性传感器件是最重要的研究领域之力、制造误差的影响小，灵敏度要高于接触式方案；一另外容易实现多自由度检测。用作微陀螺时基于高。目前，大多数微惯性器件的检测质量块是通过支撑梁与衬底相连，这类支承结

8、构限制了质量块的速旋转刚体的陀螺效应工作，它与接触式的微振动振动频率和幅值并且受制造缺陷的影响大又不易调陀螺相比除了前面所述的优点外，由于转子悬浮，消整，从而限制了微惯性器件的性能精度进一步提高。除了微振动陀螺所固有的正交耦合误差；另外由于如果微惯性器件中的检测质量与衬底分开处于悬浮悬浮转子微陀螺的陀螺精度、标度因子主要取决于状态，它相比接触式方案具有潜在的优点，具体而转子转速，而转速仅受转子材料强度的限制，因此转项目来源：武器设备预研基金资助(9140A090207