Для современных информационных, измерительных и оптико-электрон-ных систем на основе микро- и наномеханических датчиков угловой скорости и линейного ускорения актуальным является обеспечение их устойчивого функционирования при наличии внешних воздействующих факторов. В работе представлены результаты исследования воздействия случайной вибрации на характеристики микромеханических акселерометров (ММА), полученные с использованием вибростенда LDS V455. Зависимость спектральной плотности виброускорения от частоты одного из образцов, предназначенного для измерений ускорения в диапазоне до ±1,2 g, имеет заметное смещение от заданного ее профиля. Для установления причин такого несоответствия исследована конструкция чувствительного элемента (ЧЭ) ММА при воздействии случайной вибрации. Расчеты и моделирование выполнены в программе ANSYS. Определены деформации ЧЭ ММА по оси чувствительности Z и изменения емкости при воздействии ускорения и случайной вибрации по осям X , Y и Z с учетом кристаллографической ориентации материала ЧЭ - кремния. Рассмотрено влияние кристаллографической ориентации кремния, используемого для изготовления ЧЭ ММА, на деформацию (отклонение) ротора. Приведенные результаты теоретического и экспериментального исследований, а также компьютерного моделирования совпадают, что позволяет совершенствовать конструкцию ЧЭ ММА.
Аунг Тхура
Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
1. Ачильдиев В.М., Грузевич Ю.К., Солдатенков В.А. Информационные измеритель-ные и оптико-электронные системы на основе микро- и наномеханических датчиков угловой скорости и линейного ускорения. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. – 260 с.
2. Аунг Тхура, Симонов Б.М, Тимошенков А.С. Исследование воздействия случайной вибрации на образцы микромеханического акселерометра // Сб. тр. Юбилейной XX конф. молодых ученых «Навигация и управление движением» (20–23 марта 2018 г., Санкт-Петербург). – СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2018. – 364 с.
3. Вавилов В.Д., Тимошенков С.П., Тимошенков А.С. Микросистемные датчики фи-зических величин: монография: в 2 ч. – М.: Техносфера, 2018. – 550 с.
4. Zach L., Gorge C.L. Random vibration: mechanical, structural, and earth-quake engineer-ing applications. – CRC Book. – 2015. – P. 1–661.
5. Xihong M., Changlong L. Test of reliability of micro-accelerometer in vibration envi-ronment // Advanced Materials Research. – 2012. – Vol. 588–589.– P. 1881–1884.
6. Ahmet L.A. Dynamic modeling and analysis of vibration effects on performance in optical systems: Dis. for the degree of Master Science. – 2008. – P. 1–129.
7. John V.B. What is random vibration testing? // Journal for Sound and Vibration. – 2012. – Vol. 46. – No. 2. – P. 9–12.
8. An introduction to random vibration revision by Tom Irvine. – URL: http://www.vibrationdata.com/ tutorials2/random.pdf (дата обращения: 10.07.2018).
9. Челпанов И.Б., Евстифеев М.И., Кочетков А.В. Методы испытаний микромеха-нических датчиков и приборов // Приборы. – 2014. – № 4(166). – С. 16–20.
10. Ефремов А.К. Об эквивалентности испытаний на воздействие случайной вибрации // Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2012. – №2 (28). – P. 22–38.