15671

15671

طراحي و تحليل المان محدود روتور ژيروسكوپ ممز با تعليق الكترواستاتيك

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - زمينه تخصصي شكل دهي

فروردين ماه 1395

فروردين ماه 1395

دكتر رضا معدوليت

دكتر ساسان آسيايي

مكانيك

چكيده با توسعه سيستم هاي مكانيكي و الكتريكي در مقياس ميكرو، تكنولوژي سيستم هاي ميكروالكترومكانيكي و سنسورهاي اينرسي به وجود آمد. از زمان ساخت اولين ژيروسكوپ ميكروماشيني در سال 1991 تاكنون ژيروسكوپ هاي گوناگوني با تكنولوژي هاي ميكروماشينكاري سطحي ، حجمي و سطحي-حجمي طراحي و ساخته شده است. در نتيجه ژيروسكوپ هاي ميكروماشيني با القاء الكترواستاتيكي كه در آن ها از نيروي الكترواستاتيكي براي القاء و آشكارسازي نيروي كوريوليس استفاده مي كنند، در فرآيند هاي توليد انبوه به كار گرفته شدند. به هر حال رسيدن به استحكام مطلوب در مقابل تغييرات ساخت و خمش هاي محيطي هنوز هم يكي از مهم ترين چالش هاي پيش روي اقتصادي سازي و توليد انبوه ژيروسكوپ هاي با تعليق الكترواستاتيك است. محدوديت هاي فوتوليتوگرافي در تكنولوژي هاي ميكروماشيني تعيين كننده مرز بالاي كارآيي و استحكام ژيروسكوپ هاي ميكرو ماشيني با تعليق الكترواستاتيكي است. ژيروسكوپ هاي معمولي كه بر اساس انطباق يا نزديكي فركانس هاي تشديد مد هاي راه اندازي و حسگر كار مي كنند، نسبت به تغييرات پارامترها حساس هستند. بنابراين ساخت ژيروسكوپ هاي ميكروماشيني ايستا و قابل اعتماد بسيار دشوار است زيرا پاسخ ديناميكي سيستم نسبت به تغييرات پارامترها حساس هستند. در اين پروژه، ابتدا به معرفي ژيروسكوپ هاي ممز با تعليق الكترواستاتيك پرداخته شده است. سپس طراحي هاي اوليه مكانيكي و روش هاي رايج مورد استفاده براي ساخت ژيروسكوپ هاي MEMS كه در ساخت ژيروسكوپ با تعليق الكترواستاتيك به كار مي رود، آورده شده است. سپس محاسبات نيروهاي وارد بر سطح روتور انجام شده است. با شبيه سازي نيروها، در مورد جنس روتور و شكست روتور بحث شده است. هم چنين وزن روتور، كه پارامتر تعيين گر حساسيت و پهناي باند است، بهينه سازي شده است. در آخر فرآيند ساخت قطعه با توجه به امكانات موجود انجام شد و هر جا داده هاي تجربي موجود بود، مورد مقايسه قرار گرفت. واژه‌هاي كليدي: سيستم هاي ميكروالكترومكانيكي، ژيروسكوپ، ميكروساخت، تعليق الكترواستاتيكي