WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» Номер Соглашения о предоставлении субсидии/государственного контракта: 14.575.21.0068 Название проекта: ...»

Аннотация проекта (ПНИЭР), выполняемого в рамках ФЦП

«Исследования и разработки по приоритетным направлениям

развития научно-технологического комплекса России на 2014 –

2020 годы»

Номер Соглашения о предоставлении субсидии/государственного

контракта: 14.575.21.0068

Название проекта: Разработка и исследования многокомпонентных

интегрированных микроэлектромеханических гироскопов и

акселерометров, устойчивых к технологическим, температурным и

механическим возмущающим воздействиям

Основное приоритетное направление: Индустрия наносистем Исполнитель: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Руководитель проекта: Бориков Валерий Николаевич Должность: Директор Института неразрушающего контроля E-mail: borikov@tpu.ru Ключевые слова: микромеханический гироскоп, микромеханический акселерометр, вибропривод, первичные колебания, информативные колебания, виброустойчивость, ударная устойчивость, температурная устойчивость Цель проекта Целью проекта является разработка методики проектирования интегрированных микроэлектромеханических гироскопов и акселерометров, объединяющих функции сенсорных, управляющих и исполнительных элементов .

Проект направлен на решение задачи создания многокомпонентных отечественных микроэлектромеханических (МЭМС) гироскопов и акселерометров, устойчиво работающих в широком диапазоне изменения температур и при наличии механических возмущений .

Основные планируемые результаты проекта Развитие МЭМС гироскопов и акселерометров идет по пути их миниатюризации, повышения информативности, чувствительности, расширения полосы пропускания, надежности.

Для достижения таких характеристик необходимо получить следующие результаты:

- анализ конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов, влияющих на механические и метрологические характеристики МЭМС гироскопов и акселерометров; - имитационные модели и принципы их использования для установления закономерностей влияния конструктивно-технологических факторов на механические и метрологические характеристики МЭМС гироскопов и акселерометров; - анализ влияния конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов на прочностную и метрологическую надежность МЭМС гироскопов и акселерометров; - методы компенсации погрешностей для повышения точности МЭМС гироскопов и акселерометров; - методы и средств экспериментального исследования механических и динамических свойств материалов и конструкций МЭМС гироскопов и акселерометров; - рекомендации по совершенствованию конструкций и технологии МЭМС гироскопов и акселерометров; - инженерные методики расчета механических и метрологических характеристик МЭМС гироскопов и акселерометров; - конструкции, технологии изготовления и исследование лабораторных макетов МЭМС гироскопов и акселерометров .

В результате выполнения проекта будут получены методы проектирования и технологии, предназначеные для создания интегрированных многокомпонентных микрогироскопов и микракселерометров, объединяющих функции сенсорных, управляющих и исполнительных элементов .

Разработанные микрогироскопы и микроакселерометры будут являться трёхкомпонентными и сохранять необходимые метрологические характеристики при технологических, температурных и механических возмущающих воздействиях .

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научнотехнической, инновационной) продукции Одним из направлений повышения точности МЭМС является применение многокомпонентных микросистем, которые представляют собой модуль, объединяющий в одном корпусе несколько измерительных микромеханических сенсоров .





В состав разрабатываемой микросистемы будут входить трёхкомпонентные микроэлектромеханические измерительные сенсоры (гироскопы, акселерометры, датчик температуры на основе микрорезонатора) и программно-аппаратная электронная часть, которая осуществляет управление питанием и алгоритмическую коррекцию различных видов погрешностей. Такие датчики обладают повышенной информативностью, а кроме того, позволяют улучшить точностные характеристики гироскопа за счет его коррекции от сигнала акселерометра, которая осуществляется внутри датчика .

Применение двух-, трёхкомпонентных датчиков угловых скоростей и ускорений положительно влияет на габариты инерциальных измерительных блоков, создаваемых на их основе. Такие датчики включают в себя сервисную электронику, что придает им функциональную законченность и улучшает эксплуатационные характеристики .

Исследования МЭМС датчиков, которые проводятся с начала их появления и по настоящее время, направлены на решение следующих основных проблем:

принципы построения и выбор конструктивных схем МЭМС датчиков;

составление математических моделей и структурных схем; исследование динамических характеристик и выбор методов их идентификации, методы фильтрации различных видов помех; методы и перспективы измерения сверхмалых емкостей; методы повышения чувствительности МЭМС датчиков, исследование нелинейностей и методов их подавления; основы построения и реализации технологических процессов изготовления; перспективы разработки инерциальных блоков на основе МЭМС датчиков .

При проведении теоретических исследований будут применены современные методы математического, численного и имитационного моделирования, информационные технологии, включающие пакеты прикладных программ:

среда моделирования MatLab с модулем Simulink, программа конечноэлементного моделирования ANSYS, система автоматизированного проектирования (САПР) T-Flex, программно-инструментальные методы и средства проектирования, которые обеспечат поведенческое описание микросистем на языке VHDL-AMS .

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта Глубокое проникновение микросенсоров в различные сферы жизни вызывает необходимость обеспечения требуемых точностных характеристик при их работе в широком диапазоне температур, наличии вибрации и ударных воздействий .

Независимо от своего назначения, практически все МЭМС устройства имеют общие черты. Они представляют собой резонатор и содержат гребенчатые электродные структуры, которые выполняют роль датчиков или актюаторов .

Поэтому полученные в работе методы проектирования микрогироскопов и микроакселерометров могут быть применены и для проектирования других видов МЭМС .

Разработанная конструкторская, технологическая и программная документация позволит обеспечить перевод результатов в стадию ОКР и создание отечественных конкурентноспособных многокомпонентных МЭМС .

В результате решения научной задачи будут созданы датчики, соответствующие мировому уровню, которые найдут применение на гражданском и военном рынке. Производство МЭМС приведёт к приросту ВВП, использование МЭМС в медицине улучшит качество жизни людям, имеющим хронические заболевания .

Текущие результаты проекта Объектами исследования на втором и третьем этапах выполнения ПНИ являются многокомпонентые микрогироскоп и микроакселерометр .

Разработаны функциональные схемы многокомпонентных микрогироскопов и микроакселерометров, получены их математические модели, определены общие динамические свойства. Для повышения точности в гироскопах применено анти-фазное первичное движение и промежуточные тела в сенсорном движении. Разработанный шестикомпонентный микроэлектромеханический модуль (гироскоп-акселерометр) позволяет определять угловые скорости и поступательные ускорения движения .

На основании проведённого твердотельного моделирования разработаны конструкции микрогироскопов, имеющие меньшую температурную чувствительность. Методом конечно-элементного анализа проведён модальный, электростатический, тепловой анализ трёхкомпонентных модулей микрогироскопов. Предложены способы уменьшения дестабилизирующего воздействия температуры на гироскоп-акселерометр, а также способы уменьшения влияния технологических несовершенств на его динамические характеристики. Погрешности изготовления упругого подвеса сенсора гироскопа-акселерометра приводят к изменению его механического и электрического масштабного коэффициента .

Разработана система возбуждения первичных колебаний микрогироскопа и схема обработки сигналов гироскопа-акселерометра, включающая получение информации об измеряемых угловых скоростях, ускорениях и коррекцию погрешностей .

Проведён анализ воздействия вибрации и удара на микрогироскоп и микроакселерометр. Применены упругие упоры в конструкциях для смягчения воздействия удара. Проведён анализ и моделирование погрешностей датчиков с целью выделения полезной информации в их выходных сигналах .

Полученные результаты соответствуют плану-графику и требованиям к



Похожие работы:

«ОДМ 218.3.051-2015 ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ роспвтопор РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД Ф ЕДЕРАЛЬНОЕ ДО РОЖ НОЕ А ГЕНТСТВО (Росавтодор) М осква 2015 ви...»

«V.t Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий Академия гражданской защиты Кафедра физики В.И. Булгаков "Гидростатика" Учебно методическое пособие по выполнению курсовы...»

«ПОЧЕМУ РАСШИРЯЕТСЯ ВСЕЛЕННАЯ? К 90-летию Э.Б. Глинера В 1965 г. Эраст Борисович Глинер, выпускник Ленинградского университета, незадолго до того принятый в Теоретический отдел Физикотехнического института им. А.Ф. Иоффе АН СССР (Физтех), опубликов...»

«Утверждаю Директор ООО "ББС" /Буцаев В.А. м.п. Инвестиционный меморандум Проект "ВЭМ" (валы электрических машин универсального назначения) Организация механического обрабатывающего производства изделий типа "тела вращения" на материально-технической базе ООО "Б...»

«стр. 3 из Селен технический РПБ № 44577806·17·40056 от 24 ноября 2015 г. ГОСТ 10298-79 с изм. № 1-5 Действителен до 24 ноября 2020 г. 1 Идентификация химической продукции и сведения о производителе и/или поставщике 1.1 Идентификация химической продукции 1.1.1 Техническое наимено...»

«УДК 669.013 Ю. А. Гичев, Т. А. Василькив, В. А. Перцевой 20 Национальная металлургическая академия Украины, г. Днепропетровск, Украина, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, г. Днепропетровск, Украина ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСЗВУКОВОЙ ВОЗДУШНОЙ СТРУИ...»

«ГАРАНТИЙНЫЙ ТАЛОН ГАРАНТИЙНЫЙ ТАЛОН ООО "Геркулес" МОДЕЛЬ:_ МОДЕЛЬ:_ ПРОИЗВОДСТВО ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ СЕРИЙНЫЙ НОМЕР (если имеется): СЕРИЙНЫЙ НОМЕР (если имеется): ТРЕНАЖЕРОВ И СПОРТИВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ www.royal-sport.ru e-m...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.