развития микромеханических датчиков угловых скоростей.

Краткий исторический очерк развития микромеханических датчиков угловых скоростей.

Датчики угловой скорости (ДУС), предназначенные для измерения абсолютных угловых скоростей, нашли широкое применение в автономных системах управления подвижными объектами, поскольку в этих системах основными информативными параметрами являются угловые и линейные скорости и ускорения[7]. Проведенный анализ показал, что в настоящее время на первое место выдвигаются требования минимизации цены и увеличения объемов выпуска датчиковой аппаратуры, что привело к активным поискам новых конструктивно-технологических решений построения датчиков.

Обобщение тенденций развития этой области приборостроения показывает, что в последнее время развиваются направления, которые основаны на конструктивных принципах, реализуемых с использованием высокопроизводительных групповых технологий, поддающихся автоматизации.

Технология, базирующаяся на методах и средствах микроэлектроники, достижениях прецизионной пленочно-стекловолоконной технологии микропроизводства, определяет создание изделий субмиллиметрового и субмикронного уровней. Особое внимание промышленно развитые страны уделяют созданию микромеханических датчиков, разработка которых связана с проведением большого объема фундаментальных и прикладных исследований. Из сфер потенциальных применений достижений микромеханики можно указать: машиностроение; аэрокосмические комплексы; бытовую технику; медицину; генную инженерию и микробиологию; энергетику; нефтехимическую и газовую промышленность.

Одним из направлений развития навигационной и гироскопической техники является разработка микромеханических инерциальных датчиков: микромеханических гироскопов (ММГ). Использование при проектировании этих устройств материаловедческой и технологической баз современной твердотельной микроэлектроники позволяет обеспечить предельно малые габариты и вес, высокую надежность и низкую стоимость микромеханических датчиков.

Последние имеют встроенные элементы управления и обработки информации, малое потребление энергии, большую устойчивость к внешним воздействиям. При производстве инерциальных микромеханических датчиков информации применяют высокодобротные неметаллические материалы (монокристаллический кремний, плавленый кварц, пьезокристаллы), технологии фотолитографии, напыления, диффузии и травления.

Практически полная технологическая совместимость механической части датчика и сервисной электроники позволяют создавать чип — гироскопы и сборки инерциальных элементов объемом 0,5 — 10 см3 с потребляемой мощностью 0,5 — 1 Вт. В качестве примеров микромеханических инерциальных датчиков, уже освоенных в производстве, можно назвать: кремниевые ММГ фирмы “Rockwell International”, разработанные в лаборатории им. Ч. Дрейпера (США); кварцевые ММГ и ММА фирмы “Systron Donner” (США); пьезокерамические ММГ фирмы “Murata” (Япония), а так же

Litton, Sagem, Northrop, Honeywell Kearfott, Delco, Ferranti, Bosch, Mitsubishi, Gyrostar, Analog Devices, Watson Industries.

 INTEL, Endevko, Motorola, National Semiconductor, Texas Instruments, RCA, Bendix  идр. разработалисвыше 3000 интегральныхдатчиковразличногоприменения. Неменьших  результатов  достигли  специализированныеэлектронныефирмыЯпонии, атакжезападнойЕвропы, например: Nakuto Ltd, Matsushita Electric, Hitachi, Fuji Electric, Tokuo Keiso, Jeco corp., Sharp corp., Mazda corp., Nok corp., Yokogawa Electric, Nissan Electric (Япония), Jager, Sumecora, Exera, Schlumberger (Франция), Lucas, Sirer (Англия), Magneti- Marelli (Италия), Philips (Нидерланды), Bruel & Kjer (Дания), Krupp  (Германия).

 Среди отечественных фирм, занимающихся разработкой подобных датчиков, следует выделить: ЦНИИ машиностроения, НИИ прикладной механики им. академика В.И. Кузнецова, НПК “Вектор” (все — г. Москва); РПКБ (г. Раменское Московской обл.), НИИ командных приборов, Центр микротехники и диагностики России, ГУАП, АОЗТ “Гирооптика” (все — г. С.-Петербург); НПП “Темп-Авиа” (г. Арзамас). Достигнутый в микромеханических инерциальных датчиках уровень тактико-технических характеристик открыл пути внедрения последних в те области техники, где ранее (по

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector