行关键部件、微机械陀螺仪和惯性装置与GPS 组合系统的开发研究,满足广阔
的军民两用市场的需要。
从 1995 年末开始,国防科工委已经投入将近亿元的经费,将其用于惯性器
件的基础性研究,并且微机械陀螺技术已被纳入国家 863计划中。
 
图1.2 栅结构振动式微机械陀螺   本科毕业设计说明书(论文)  第6 页  共37 页
 
图1.3 东南大学研制了角振动和线振动微机械陀螺仪样机
我国目前的微机械陀螺仪的漂移率精度实验水平在>20º /h以下,与国外先进
水平相比,我国的微机械陀螺仪在精度、快速反应和可靠性等综合性能上任存在
很大差距。
陀螺仪的性能指标可由表 1.1 所示。从综合性能上看,目前微机械陀螺的性
能与传统的惯性陀螺相比还低。通常根据陀螺的性能指标可以把陀螺分为三个等
级:惯性级、战术级和角速度级。在不同的应用领域,对陀螺的要求也不一样;
对于惯性级别的运用,要求陀螺仪的漂移率要小于 0.0015º /h[8]
,对于战术级别运
用,陀螺仪的漂移率在 0.0015-15º /h范围内,对于汽车、工业控制、机器人、玩
具、摄像机等一些民用用品的应用领域,对陀螺的漂移率精度要求不会高于
15º /h[9]。
表1-1 不同级陀螺的性能要求
参数  角速度级应用  战术级应用  惯性级应用
角随机游走(分辨率),  
>0.5  0.5-0.05  <0.001
漂移,    10-1000  0.1-10  <0.01
标度因子精度,   0.1-1  0.01-0.1  <0.001
量程,   50-1000  >500  >400
1ms内的最大冲击加速度,g  103
MEMS 加速度计也在MEMS 器件中占有重要地位,同时它与MEMS 陀螺仪
共同组成MIMU。1979 年Roylance和Angell 开始压阻式微加速计的研制。1991
年Cole开始电容式微加速度计的研制[10]

MEMS 加速度传感器的原理基于物理学中的牛顿定律,它主要是用来感知并
且测量物体的运动从而实现对其的控制。MEMS 加速度传感器相比传统的传感
器具有体积小,重量轻以及成本低的优势。而它相比其他的 MEMS 惯性的传感
器则具有寿命长,能耗低以及可靠性高等优势。
目前,美国、日本以及欧洲各个国家都有许多的公司从事 MEMS 加速度传
感器的生产。代表性的如:美国的 ADI,日本的富士通,欧洲的意法半导体。在
Takao 和 Lemkin 分别提出了三轴集成检测的方法之后,国外对于集成单个三轴
的微加速度传感器方面做了大量的实验和研究,但是仍然没有得到理想的商业化
的产品用于市场,MEMS 加速度传感器大多用于军事场合的应用,由于涉及国
家的高级机密,一般都不予报道或者对于相关信息报道得很少。
在最近几年内,我国一些顶尖的研究机构对 MEMS 加速度传感器的研究也
开展了一股热流。代表性的机构有:哈尔滨工业大学、中国科学研究院以及西安
交通大学。我国对于 MEMS 加速度的研究和产品开发方面也积累了很多的经验,
这对于我国未来的军事、经济等方面的发展有着重大意义的影响。目前我国的
MEMS 技术已经由实验室的研究,逐步走向了商业化、产业化的道路,它在商
业应用和经济市场方面的潜力巨大,能覆盖的应用领域也非常的广泛。从 “九五”
开始,我国就对 MEMS 加速度计进行了研究,直到目前为止,已经取得了一定
的成果,比如精度可达小数点后五位的 MEMS 加速度计的实验室样本以及精度
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