面向空间应用的金刚石鸟巢形曲面谐振微陀螺的研究

基本信息
批准号:61574093
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:张卫平
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴校生,刘武,王新昶,唐健,成宇翔,邢亚亮,刘亚东,汪濙海,楼星梁
关键词:
微纳机电器件空间应用鸟巢形金刚石曲面谐振微陀螺
结项摘要

MEMS gyroscope for space applications is a hot topic in science and engineering field all the time. To meet the requirements of harsh environment, measurement accuracy and launch/operation costs for space applications, our program proposes a unique high Q diamond birdbath curved resonator and discrete diamond drive/sense electrodes with MEMS multilayer composite fabrication and sacrificial process based on silicon. Electric stiffness compensation and focused ion beam technique will be used to reduce the frequency split and trim the misalignment. Our research of the birdbath curved resonator gyroscope focuses on vibration characteristic and dynamic equation, analysis of space applicability, 3D multilayer MEMS fabrication process, post-fabrication trimming, mixed control circuit of force balanced mode and frequency modulated mode, rotation and calibration test. This micro gyroscope has the characteristics of high precision, low CSWaP, long lifetime, shock/vibration resistance, temperature insensitive and radiation survival with structure innovation, material innovation and fabrication innovation. Our program will break the military embargo of high performance resonator gyroscope, and realize the overtaking of MEMS gyro technique. Meanwhile, the curved resonator gyroscope will be used in space ultimately.

长期以来,面向空间应用的MEMS微陀螺一直是科学界和工程界关注的热点,本项目以空间恶劣环境、陀螺精度、发射和运行成本要求为牵引,以独特的硅基曲面MEMS多层复合牺牲工艺形成高Q值金刚石鸟巢形曲面谐振结构与分离式驱动检测金刚石电极,电刚度补偿和聚焦离子束技术降低频差并修正阵型偏转,重点研究鸟巢形曲面谐振陀螺的振动特性和动力学方程、空间应用性能分析、三维曲面复合多层MEMS工艺、微陀螺结构修正工艺、力平衡/频率调制混合电路、转台测试及标定方法等,通过结构、材料、工艺融合集成创新,达成高精度、长寿命、低CSWaP、抗冲击、免疫振动、抗温变、耐辐射的目的。本项目的研究对打破国外高性能谐振微陀螺的军事禁运、实现国内MEMS微陀螺技术的弯道超车具有积极推动作用,将为曲面谐振微陀螺应用于空间航天领域打下基础。

项目摘要

随着我国经济的发展,我国在军事、工业、民用及消费电子等领域对高性能、小尺寸、高可靠性MEMS微陀螺的需求正变得日益迫切。本项目结合微陀螺在空间恶劣环境下的应用需求,开展了高性能金刚石鸟巢形曲面谐振微陀螺的研究,进行了鸟巢形曲面谐振微陀螺的结构设计与分析、一体化成型的三维曲面多层MEMS加工工艺、鸟巢形曲面谐振微陀螺结构修正、微陀螺数字闭环控制电路系统设计与实现以及微陀螺的测试等内容研究,突破了一体化高对称性、低粗糙度曲面谐振子制作技术、低应力金刚石薄膜制备和图形化等关键技术,成功制造出了鸟巢形曲面谐振微陀螺原理样机,获得了鸟巢型曲面谐振微陀螺加工标准工艺流程。项目发表期刊论文17篇,申请发明专利22项,其中授权专利6项,培养研究生13名,获得上海市技术发明二等奖1次,对提高我国微陀螺技术水平和推动航天事业的发展具有重要意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

DOI:10.1051/jnwpu/20213920292
发表时间:2021
2

基于主体视角的历史街区地方感差异研究———以北京南锣鼓巷为例

基于主体视角的历史街区地方感差异研究———以北京南锣鼓巷为例

DOI:
发表时间:2019
3

贵州织金洞洞穴CO2的来源及其空间分布特征

贵州织金洞洞穴CO2的来源及其空间分布特征

DOI:
发表时间:2016
4

机电控制无级变速器执行机构动态响应特性仿真研究

机电控制无级变速器执行机构动态响应特性仿真研究

DOI:10.3969/j.issn.1004-132X.2020.03.001
发表时间:2020
5

传统聚落中民间信仰建筑的流布、组织及仪式空间——以闽南慈济宫为例

传统聚落中民间信仰建筑的流布、组织及仪式空间——以闽南慈济宫为例

DOI:
发表时间:2017

张卫平的其他基金

批准号:11234003
批准年份:2012
资助金额:320.00
项目类别:重点项目
批准号:10364001
批准年份:2003
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:50477054
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:71103042
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61662045
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:60672009
批准年份:2006
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:50277001
批准年份:2002
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:60876083
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:61167001
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:60402003
批准年份:2004
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51277004
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:10474055
批准年份:2004
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:81700521
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

新型微型硅曲面壳形陀螺谐振结构的基础理论研究

批准号:61434003
批准年份:2014
负责人:郭述文
学科分类:F0407
资助金额:350.00
项目类别:重点项目
2

抗高过载硅基杯形谐振陀螺基础研究

批准号:51705477
批准年份:2017
负责人:曹慧亮
学科分类:E0512
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

空间应用低噪声曲面微通道板

批准号:61275152
批准年份:2012
负责人:尼启良
学科分类:F0507
资助金额:96.00
项目类别:面上项目
4

高性能硅基薄壳微半球谐振陀螺仪研究

批准号:61571127
批准年份:2015
负责人:夏敦柱
学科分类:F0123
资助金额:60.00
项目类别:面上项目