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本發明提出這樣一種陽極鍵合工藝方法：將 MEMS 陀螺儀器件層沉積到臨時高分子襯底上，完成金屬電極沉積和 MEMS 結構刻蝕之后，將臨時高分子襯底用化學機械拋光的方法去除。去除之后，將玻璃基體和玻璃蓋帽分別緊貼 MEMS 結構的兩側，加電加熱后一次完成雙面陽極鍵合。這種工藝方法與傳統的兩次陽極鍵合分兩步進行相比，更加節省成本，而且避免了第二次陽極鍵合對第一次陽極鍵合強度削弱這個固有缺點，使得產品可靠性提高。

產品詳細介紹 最新的MEMS陀螺儀--HTG系列陀螺儀 MEMS陀螺儀HTG系列簡介：最新的MEMS陀螺儀--HTG系列陀螺儀是用來測量角速率的固態傳感器, 采用MEMS芯片，制造采用BIMOS生產工藝和載流焊工藝技術。HTG系列MEMS陀螺儀具有高可靠性和高封裝堅固性;可用于慣性測量元件、高可靠性的汽車電子、導彈制導和控制、飛行器穩定控制、天線穩定、攝像、數碼攝影、機器人等系統。 MEMS陀螺儀HTG系列性能參數：

微晶玻璃腔體是激光陀螺的重要元件和組成部分，為了降低對進口材料的依賴程度、提高國產化水平，對國產微晶玻璃腔體在激光陀螺批量化生產中的可行性進行分析，主要研究內容包括：國產微晶玻璃的制造工藝；采用國產微晶玻璃腔體與采用進口微晶玻璃腔體的激光陀螺性能比較；使用國產微晶玻璃腔體激光陀螺樣機。使用國產化微晶玻璃腔體激光陀螺樣機零偏穩定性和溫度零偏變化率能夠達到現有水平。

1 基本概念 陀螺儀（ gyroscope）的原理就是，一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是 不會改變的。人們根據這個道理，用它來保持方向，制造出來的東西就叫陀螺儀。我們騎自行車 其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。陀螺儀 在工作時要給它一個力，使它快速旋轉起來，一般能達到每分鐘幾十萬轉，可以工作很長時間。 然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動將數據信號傳給控制系統。在現實生活中，陀螺儀 發生的進動是在重力力矩的作用下發生的。 陀螺儀多用于導航、定位等系統，常用實例如手機GPS定位導航、衛星三軸陀螺儀定位。陀 螺儀基本上就是運用物體高速旋轉時，角動量很大，旋轉軸會一直穩定指向一個方向的性質，所 制造出來的定向儀器。不過它必需轉得夠快，或者慣量夠大（也可以說是角動量要夠大）。不然， 只要一個很小的力矩，就會嚴重影響到它的穩定性。 2 陀螺發展歷史 1850年法國的物理學家萊昂傅科（ J.Foucault）為了研究地球自轉，首先發現高速轉動中的轉 子（ rotor），由于慣性作用它的旋轉軸永遠指向一固定方向，他用希臘字 gyro（旋轉）和skopein （看）兩字合為gyro scopei 一字來命名這種儀表。 18世紀歐拉建立的動力學方程和歐拉運動學方程，為陀螺運動的理論奠定了基礎。但是制造 出一個實用的陀螺卻經歷了長時間的探索。19世紀中期，隨著鋼制外殼船舶的出現，原來所用的 磁羅盤不再適用，因而用陀螺導航的要求日益迫切。在第一次世界大戰中，美國海軍制成了陀螺 導航儀，并很快被其他國家所采用。隨著航海和航空事業的發展，陀螺儀已成為不可缺少的精密 導航儀器。20世紀初出現了飛機的陀螺穩定器和自動駕駛儀。但直到1940年后，陀螺羅盤才完全 代替了磁羅盤，1950年出現了慣性導航系統。 不論制造得多么精密的陀螺，要完全消除軸承的摩擦力并使質心和支點重合是不可能的，因 而就會產生外加干擾力矩的作用，引起陀螺轉子自轉軸的緩慢進動，稱為陀螺漂移。這時的進動 角速度稱為漂移角速度。陀螺漂移角速度的大小是衡量陀螺精度高低的標志。為最大限度地減少 漂移，近代陀螺的研究課題主要是如何實現無干擾力矩的支承。主要途徑是用電場力來代替支架， 實現無支承懸浮。如果轉子是個標準的球形，則電場力通過其中心，從而實現無摩擦的懸浮。另剛體陀螺實驗系統 GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 2 頁 一個途徑是用磁場力來實現轉子的懸浮，但要求轉子必須是用超導體制造的，才能使磁力線垂直 于球形轉子的表面且不穿透它的表面。這就是近代電陀螺和磁陀螺的基本設想。 3 剛體陀螺儀結構 從力學的觀點近似的分析陀螺的運動時，可以把它看成是一個剛體，剛體上有一個萬向支點， 而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉動，所以陀螺的運動是屬于剛體繞一個定點的轉動運 動。更確切地說，一個繞對稱軸高速旋轉的飛輪轉子叫陀螺。將陀螺安裝在框架裝置上，使陀螺 的自轉軸有角轉動的自由度，這種裝置的總體叫做陀螺儀。 圖1 陀螺儀結構 陀螺儀的基本部件有： 1) 陀螺轉子(常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸 高速旋轉，并見其轉速近似為常值)； 2) 內、外框架(或稱內、外環，它是使陀螺自轉軸獲得所需角轉動自由度的結構)； 3) 附件(是指力矩馬達、信號傳感器、控制器等)。 4 陀螺儀工作原理 陀螺儀，是一個圓形的中軸的結合體。而事實上，靜止與運動的陀螺儀本身并無區別，如果 靜止的陀螺儀本身絕對平衡的話，拋除外在因素陀螺儀是可以不依靠旋轉便能立定的。而如果陀 螺儀本身尺寸不平衡的話，在靜止下就會造成陀螺儀模型傾斜跌倒，因此不均衡的陀螺儀必然依 靠旋轉來維持平衡。剛體陀螺實驗系統 GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 3 頁 陀螺儀本身與引力有關，因為引力的影響，不均衡的陀螺儀，重的一端將向下運行，而輕的 一端向上。在引力場中，重物下降的速度是需要時間的，物體墜落的速度遠遠慢于陀螺儀本身旋 轉的速度時，將導致陀螺儀偏重點，在旋轉中不斷的改變陀螺儀自身的平衡，并形成一個向上旋 轉的速度方向。當然，如果陀螺儀偏重點太大，陀螺儀自身的左右互作用力也將失效！。 而在旋轉中，陀螺儀如果遇到外力導致，陀螺儀轉輪某點受力。陀螺儀會立刻傾斜，而陀螺 儀受力點的勢能如果低于陀螺儀旋轉時速，這時受力點，會因為陀螺儀傾斜，在旋轉的推動下， 陀螺儀受力點將從斜下角，滑向斜上角。而在向斜上角運行時，陀螺儀受力點的勢能還在向下運 行。這就導致陀螺儀到達斜上角時，受力點的剩余勢能將會將在位于斜上角時，勢能向下推動。 而與受力點相反的直徑另一端，同樣具備了相應的勢能，這個勢能與受力點運動方向相反， 受力點向下，而它向上，且管這個點叫“聯動受力點”。當聯動受力點旋轉180度，從斜上角到達 斜下角，這時聯動受力點，將陀螺儀向上拉動。在受力點與聯動受力互作用力下，陀螺儀回歸平 衡。 5 實驗原理 陀螺儀被用在飛機飛行儀表的心臟地位，是由于它的兩個基本特性：一為定軸性（ inertia or rigidity），另一是進動性（ precession），這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。 5.1 定軸性 當三自由度陀螺轉子高速旋轉后，若不受外力矩的作用，不管基座如何轉動，支撐在萬向支 架上的 陀螺儀自轉軸指向慣性空間的方位不變，這種特性叫“定軸性”。如果我們以地球為基準， 則可以認為三自由度陀螺相對于地球運動，這種運動稱為陀螺的假視運動或視在運動。視在運動 是陀螺穩定性的表現。 其慣性隨以下的物理量而改變： 1）轉子質量愈大，轉動慣量I愈大； 2）轉子旋轉半徑愈大，轉動慣量I愈大； 3）轉子旋轉速度愈高，轉動慣量I愈大； 5.2 進動性剛體陀螺實驗系統 GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 4 頁 在運轉中的陀螺儀，如果外界施一作用或力矩在轉子旋轉軸上，則旋轉軸并不沿施力方向運 動，而是順著轉子旋轉向前90度垂直施力方向運動，此現象即是進動性。 進動性的大小也有三個影響的因素： 1）外界作用力愈大，其進動性也愈大； 2）轉子的質量慣性矩（moment of inertia）愈大，進動性愈小； 3）轉子的角速度愈大，進動性愈小； 而進動方向可根據進動性原理取決于施力方向及轉子旋轉方向。 6 實驗系統性能 1）剛體陀螺儀 ? 尺寸：200*200*200mm ? 重量: 1.6Kg 2）轉子電機：直流無刷電機（雙電機結構）； 3）電機轉速：0~6000r/min（可調）； 4）電源 ? 電壓：DC +12V ? 電流：3A 7 實驗系統特點 1）采用三自由度剛體陀螺結構，可進行完善的陀螺實驗及演示；剛體陀螺實驗系統 GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 5 頁 2）轉子電機采用高速無刷電機，轉速平穩，壽命長； 3）轉子采用雙電機結構，保障了轉子的對稱性，并加大了轉子驅動力矩，啟動速度快； 4）配置有專用控制器，可以完成轉子轉速控制，方便實驗； 8 實驗操作 將剛體陀螺儀器平放在桌面上，儀器周轉保留一定空間。 1）接通電源，打開開關； 2）設置轉子轉速：大、中、小； 3）啟動陀螺，觀察陀螺轉子轉速是否已經穩定； 4）定軸性實驗 當三自由度陀螺轉子高速旋轉后，若不受外力矩的作用，不管基座如何轉動，支撐在萬向支 架上的陀螺儀自轉軸指向慣性空間的方位不變，這種特性叫“定軸性”。 當陀螺轉子高速旋轉穩定后，手持基座分別繞剛體陀螺三個軸轉動，觀測剛體陀螺儀轉子軸 的指向的變化。 分別改變轉子轉速大中小，觀測陀螺轉子軸的變化。 5）進動性實驗 進動性是三自由度陀螺儀的一個基本特性。陀螺儀繞著與外力矩矢量相垂直的方向的轉動， 叫做進動，其轉動角速度叫做進動角速度。 進動角速度的方向取決于轉子動量矩H和外力矩M的方向。外加力矩沿陀螺自轉方向轉動 90°即為進動角速度( )矢量方向。或者用右手定則記憶：從動量矩H沿最短路徑握向外力矩M的 右手旋進方向，即為進動角速度方向。 通過控制器可改變轉子飛輪正反轉、轉速，從而控制動量矩H的方向和大小，通過內框兩側 不同一側加掛已知重量砝碼，改變外力矩M的大小和方向，動量矩H為轉子轉動慣量和轉速的乘 積，方向符合右手定則 進動角速度計算公式：ω=M/H sinθ 當θ=90°時，sinθ=1，所以 ω=M/H =M/Iωr 6）關閉電源，斷開開關；剛體陀螺實驗系統 GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 6 頁 7）撤收儀器設備。 9 適用課程 慣性傳感器原理、慣性導航原理、導航制導與控制、飛行控制原理、無人機實訓實驗、基礎 力學、剛體力學、陀螺力學、理論力學、新型傳感器原理及應用等。 10 注意事項 1）陀螺飛輪高速旋轉時，不可用手觸摸或試圖阻止其轉轉； 2）實驗系統工作時，尤其是陀螺轉子處于高速旋狀態下，必須有人在場； 3）剛體陀螺儀屬于精密機械結構，操作中應當輕拿輕放，以免損壞設備。

慣性測量單元（Inertial Measurement Unit，簡稱IMU）是測量物體三軸姿態角（或角速度）以及加速度的裝置。IMU屬于捷聯式慣導，該系統由兩個加速度傳感器與三個速度傳感器（陀螺）組成，加速度計測量物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態。在導航中有著很重要的應用價值。 技術指標 技術指標 單位 型號 UESTCME-1 UESTCME-2 UESTCME-3 軸數 個 3 3 3 加速度量程 ±10g ±35g ±35g 加速度精度 2.8 5.5 11 加速度靈敏度 mV/g 100±2 20±1 40±1 加速度零點穩定性 mg/hr 15 60 40 加速度溫度漂移 % <2% <2% <2% 角速度量程 o/s ±150 ±300 ±300 角度精度 度 0.1 0.2 0.1 角度靈敏度 mV/o/s 6±1 6±1 25±1 角度零點漂移 o/hr 0.3 1.0 0.3 角度溫度漂移 % <2% <5% <2%

慣性測量單元（Inertial Measurement Unit，簡稱IMU）是測量物體三軸姿態角（或角速度）以及加速度的裝置。IMU屬于捷聯式慣導，該系統由兩個加速度傳感器與三個速度傳感器（陀螺）組成，加速度計測量物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態。在導航中有著很重要的應用價值。

成果簡介： 慣性測量單元（Inertial Measurement Unit，簡稱IMU）是測量物體三軸姿態角（或角速度）以及加速度的裝置。IMU屬于捷聯式慣導，該系統由兩個加速度傳感器與三個速度傳感器（陀螺）組成，加速度計測量物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態。在導航中有著很重要的應用價值。 技術指標 技術指標 單位 型號 UESTCME-1 UESTCME-2 UESTCME-3 軸數 個 3 3 3 加速度量程 ±10g ±35g ±35g 加速度精度 2.8 5.5 11 加速度靈敏度 mV/g 100±2 20±1 40±1 加速度零點穩定性 mg/hr 15 60 40 加速度溫度漂移 % <2% <2% <2% 角速度量程 o/s ±150 ±300 ±300 角度精度 度 0.1 0.2 0.1 角度靈敏度 mV/o/s 6±1 6±1 25±1 角度零點漂移 o/hr 0.3 1.0 0.3 角度溫度漂移 % <2% <5% <2%

MEMS氣象站可實現溫度、濕度、壓力和風速等信息的實時監測。

1、成果簡介 在運載體上，在機動停止狀態，精密尋北。 技術指標： 1、尋北誤差小于1密位 2、尋北時間小于15min2、應用說明 主要應用對象：戰車、火炮、船舶、任意空間場所、大型望遠鏡等領域。3、效益分析 高技術產品

.1 系統構成 光纖陀螺教學實驗系統主要用于光纖陀螺原理的實驗和演示，光纖陀螺放置于一個專用的兩軸轉臺上，結合測控計算機可以完成相關的實驗內容。光纖陀螺的外殼蓋板采用高透明度亞克力材料，超輻射光源、光纖耦合器、光電探測器、光相位調節器、光路（光纖環）等部件及其連接結構清晰可見，通過聲光電顯示指示對應名稱和功能，也可以顯示工作過程；可顯示光纖陀螺Sagnac干涉儀輸出變化，結合轉臺可以完成光纖陀螺儀尋北實驗。   圖2-1  光纖陀螺教學實驗演示裝置   圖2-2 系統連接圖 2 光纖陀螺儀 光纖陀螺儀部分由五個光纖核心元件構成，分別為超輻射發光光源、保偏耦合器、集成光學相位調制器、光纖環圈與探測器。調制解調部分為數字閉環調制解調方式，采用方波做為偏置調制，數字階梯波作為閉環反饋控制機制。該結構為國際光纖陀螺主流方案配置，具有很高的實用價值。 為便于觀察陀螺工作方式，陀螺外殼設計為有機玻璃外殼，內部光學元件按照光信號流程布局，并在相應位置加以標明，有助于了解光纖陀螺儀的光路總體結構。   圖2-3 光纖陀螺 3 性能指標 3.1 光纖陀螺演示儀 測量范圍：±500°/s 零偏穩定性：≦2°/h 標度因數重復性：≦20ppm 數據刷新率：>100Hz 頻帶寬度：>200Hz 光纖陀螺演示儀光纖環尺寸：>180mm外殼采用高透明度亞克力材料，超輻射光源、光纖耦合器、光電探測器、光相位調節器、光路（光纖環）等部件及其連接結構清晰可見； 帶有觸摸互動功能，學員可以通過觸摸相應部位對應的部件可通過聲光顯示指示對應名稱和功能，也可以顯示工作過程； 外接輸出階梯波反饋信號，觀察閉環反饋工作過程；探測器輸出交流閉環信號接口，觀察實際閉環條件下的輸出工作狀態； 外接監視器，用于觀察Sagnac干涉儀輸出干涉條紋在陀螺實際工作狀態下干涉場的變化。 3.2 電動轉臺 縱軸和橫軸轉動角度范圍：360°連續無限（無外接測試電纜時）； 角位置測量分辨率：±5’； 控制到位精度：±5’ 速率范圍：0～50 º/s； 數據更新率：>20Hz； 通訊波特率：115200 bps 4 電動轉臺測控軟件使用 4.1 軟件介紹 光纖陀螺實驗系統的軟件包含： 1） 轉臺控制軟件， 2） 光纖陀螺數據采集軟件， 3） 光纖陀螺演示軟件， 4） 實驗互動應用軟件APP（適用于安卓手機或平板電腦）   4.2實驗目的和要求 1）光纖陀螺構成及基本原理實驗，重點理解Sagnac效應。 2）光纖陀螺輸出角速率測量及比對實驗； 3）光纖陀螺角電壓振幅的變化比對實驗； 4）光纖陀螺儀尋北實驗。   5、適用課程 導航原理、慣性傳感器原理、慣性導航原理、導航制導與控制、飛行控制原理、無人機實訓實驗、新型光電傳感器、傳感器原理及應用等。