音叉微陀螺性能分析：加工误差影响与优化策略

"一种音叉振动式微机械陀螺性能变异分析" 本文主要探讨了一种以体微加工技术制造的音叉振动式微机械陀螺，分析了由加工误差导致的关键参数性能变异对检测电容的影响。作者文永蓬、王安麟等人来自同济大学机械工程学院，他们的研究侧重于通过参数化设计方法来理解加工误差如何改变微陀螺的性能。 首先，文章通过动力学分析得到了系统的固有频率和检测总电容的表达式。通过对异向检测总电容和同向干扰总电容的幅频特性分析，作者识别出影响微陀螺性能最显著的两个关键参数。接着，他们针对这两个参数提出了优化结构设计和加工工艺的建议，旨在减少加工误差对微陀螺性能的不利影响。 实验结果验证了仿真分析的准确性，并强调了保持音叉振动式微陀螺左右部分对称性的重要性，这是保证陀螺性能的关键。该研究不仅明确了加工误差对微陀螺性能的具体影响，还为提升微陀螺性能提供了理论依据。 音叉振动式微机械陀螺因其对称结构、高灵敏度、低耦合和热噪声以及对轴向加速度干扰的有效抑制，被广泛应用于多个领域。然而，微加工过程中的误差会导致结构不对称，进而影响关键参数如微弹性梁和检测质量，从而影响最终输出。研究者如Park和Painter已经关注到加工误差对微陀螺性能变异的问题，提出了补偿策略或双重控制策略来减轻误差影响。 姜涛等人的研究则从概率角度出发，研究了批量加工过程中材料尺寸随机误差对音叉式微陀螺性能的影响。他们的工作深化了我们对微机械陀螺性能变异机理的理解，并为提高微陀螺的制造精度和性能稳定性提供了新的思路。 关键词包括：微机械、陀螺、性能变异、检测电容和加工误差。该研究对于微电子机械系统（MEMS）领域的设计和制造具有重要的参考价值，有助于推动微陀螺技术的进步。