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原标题:空天梦永久,MEMS本事扶植下的流体类陀螺仪应用

浏览次数:54 时间:2019-10-20

陀螺不停转 空天梦永恒

微陀螺仪在惯性导航系统如航空航天和航海事业中发挥着越来越重要的作用。流体陀螺的研究和发展应用中离不开MEMS技术的发展和支持。MEMS微流体陀螺都具有体积小、重量轻、成本低和抗高冲击等独特优点,使得它们都较适合应用在惯性导航、自动控制等相关领域,因而具有广阔的应用前景。下面就MEMS技术在流体类陀螺仪中的应用进行介绍。

——记2017年度国家技术发明二等奖获得者刘刚教授及其团队

流体陀螺的MEMS微流体陀螺都具有体积小、重量轻、抗高冲击,如气体对流陀螺、射流微陀螺、ECF流体陀螺等。气体对流陀螺是利用气体流速方向在哥氏加速度作用下发生偏转的原理,采用微机械加工工艺制作的。此微流体传感器由隔热腔体、加热器和两对对称的温度传感器构成。若两对温度传感器采用热敏电阻,可与外接的两对参考电阻构成电阻电桥,这样通过电桥的输出电压信号变化便可以测量出外界输入角速度的值。射流气体陀螺是利用强迫对流气体的气流束和敏感元件的热阻效应来测量角速率的。目前,采用MEMS技术制作的射流微陀螺并不多。ECF(electro-conjugatefluid)流体是一种新型的流体材料,当在流体两端的电极上加上几千伏的电压时,ECF流体可以产生很强的流动,利用ECF流体的这种特性可以制作基于ECF的流体陀螺。ECF流体所具有的特性为流体陀螺的研究开拓了新的途径。

记者 李济辰

流体陀螺仪发展随着MEMS技术的发展,将会有不断有新的的种类和产品出现,产品将越来越多样化和先进化,微流体陀螺将在惯性导航和自动控制等方面发挥越来越重要的作用,为人类做出应有的贡献。

几年前的一部电影《盗梦空间》,让人们把陀螺和梦这两个不相关的事物紧紧联系在了一起。其实早在六十多年前,研制先进的陀螺仪就是北航“陀螺人”最大的梦想。

标签: 传感器 MEMS 陀螺仪

陀螺已经有几千年的历史了,最早的用处是玩具。像杂技里的转碟、耍盘子、扔帽子,飞速旋转的芭蕾舞,就是利用了陀螺原理。人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺仪,在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。

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