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本項目研究的目標就是實現(xiàn)陀螺儀的產(chǎn)品化、生產(chǎn)化。本項目采用的陀螺儀相比于傳統(tǒng)的陀螺儀有顯著的優(yōu)勢和特點，傳統(tǒng)的陀螺儀多采用靜電驅(qū)動電容檢測，電容式的陀螺儀缺點是顯而易見的，如驅(qū)動力小、檢測電路復雜、襯底必須可導電等。而本項目所設(shè)計的陀螺儀完全把這些缺點轉(zhuǎn)化成了優(yōu)點，而且首次實現(xiàn)了電子器件RTD和陀螺儀的結(jié)合，為制作高靈敏度陀螺儀開創(chuàng)了先河和指引方向，也為現(xiàn)實我國自主開發(fā)研制可實用性陀螺儀打下基礎(chǔ)。

本項目是把傳統(tǒng)的、普通的、經(jīng)典的、大家所熟知的物理原理結(jié)合到了微觀領(lǐng)域，以實現(xiàn)宏觀和微觀的穿插結(jié)合，綜合兩個領(lǐng)域的優(yōu)點，又采用了介觀壓阻的檢測方式，使得三個不同領(lǐng)域交叉結(jié)合，全面而具體的、形象的把三個抽象的領(lǐng)域具體化、可見化的呈現(xiàn)在民眾面前。原理部分：微機械陀螺儀有驅(qū)動方向和檢測方向，本項目驅(qū)動采用了電磁驅(qū)動，具體就是當一根通有電流的導線在磁場中時，由安培力知，導線必然會在安培力的作用力下運動，這就是我們驅(qū)動的原理，既簡單又可行。驅(qū)動反饋也是運用經(jīng)典的物理現(xiàn)象，當一根導線在磁場中運動時，導線中會產(chǎn)生電流，也就是陀螺儀在驅(qū)動力下運動時，我們在其上制作導線，使其在磁場中運動，這時導線中就會產(chǎn)生電流，通過對此電流的分析可知驅(qū)動頻率的大小，可以精確的控制驅(qū)動，以實現(xiàn)驅(qū)動力的穩(wěn)定。本項目的一大明顯優(yōu)勢和特點，乃至創(chuàng)新點就是采用了介觀壓阻檢測，所謂的介觀壓阻檢測就是電子器件RTD當我們利用其制作成多層納米膜結(jié)構(gòu)時，其電子遷移率明顯提高，而且其負阻區(qū)的特性正是我們所要利用的特點，我們所制作的多層納米膜共振遂穿RTD相比傳統(tǒng)的壓阻條式，其壓阻系數(shù)高至少一個數(shù)量級，為我們陀螺儀的壓阻檢測提供了更可靠的條件和機遇。因本設(shè)計的陀螺儀既不采用靜電驅(qū)動也不采用電容檢測而是采用電磁驅(qū)動和介觀壓阻檢測――類壓阻檢測，從而其驅(qū)動電路和檢測電路相比電容式要簡單的多，這樣最大的優(yōu)勢就是外界電路的影響降到最低點，同時加工結(jié)構(gòu)也簡單，相比電容式本項目所設(shè)計的陀螺儀有以下優(yōu)點; 1、電磁驅(qū)動大于靜電驅(qū)動，驅(qū)動力大 2、結(jié)構(gòu)簡單易加工 3、驅(qū)動電路和檢測電路簡單 4、檢測方向的靈敏度大 5、襯底材料的選擇性大，開拓了陀螺儀的應(yīng)用范圍除以上優(yōu)點之外，本陀螺儀有其自身的特點: 1、介觀壓阻檢測，其壓阻系數(shù)高傳統(tǒng)壓阻至少一個數(shù)量級，溫度系數(shù)很小 2、采用砷化鎵襯底，砷化鎵材料的高頻特性和光電特性很有優(yōu)勢 3、采用回折梁結(jié)構(gòu)有效的實現(xiàn)了驅(qū)動方向和檢測方向的解耦 4、質(zhì)量塊上的小阻尼孔大大的減小了檢測方向的阻尼，提高了檢測方向的品質(zhì)因子

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎
2011年第16屆固態(tài)傳感器、執(zhí)行器與微系統(tǒng)國際會（北京）