MEMS万向惯性开关结构设计研究仿真(3)
时间:2017-05-03 17:07 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
4、引信MEMS万向开关的加工工艺。在MEMS中比较常见的加工工艺有LIGA和UV-LIGA两种，通过比较两种加工工艺的各方面特点，确定了万向开关的加工工艺，并制定了相应的加工工艺流程。 1.3 MEMS基本概念 MEMS是Micro Electro Mechanical Systems的缩写，可译为微机电系统。它是以微电子、微机械及材料科学为基础，研究、设计和制造具有特定功能的微型装置，包括微结构器件、微传感器、微执行器和微系统等[5]。其电子和机械元件的关键尺寸在亚微米至亚毫米范围内，将传感、处理与执行融为一体，以提供一种或多种特定功能。它是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿高技术，是未来的主导产业之一[6]。 1.4 MEMS技术特点 相对于传统的机电系统而言，MEMS的主要特点可归纳如下[7]： （1）微型化：体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。 （2）功能多样化、智能化：把硅基材料微型传感器和信号处理器件与转换电路做在一起，极大地提高了MEMS的信噪比，同时也大大提高了MEMS的灵敏度、测量精度和响应速度，并省略了复杂的接口技术，智能化程度大大加强。 （3）功能特殊性：如微米级智能化的静电式微电机，它可以进去人体的血管，对血管阻塞起清通作用。 （4）能耗低、灵敏度高、工作效率高：MEMS系统所消耗的能量远小于传统的机电系统，却能以10倍以上的速度完成同样的工作。 （5）多学科交叉：MEMS的制造涉及电子、机械、材料、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科，并采用了广泛的物理、化学和生物原理。 1.5 MEMS技术在引信中的应用 微机电系统具有体积小、重量轻、功耗低、精度高、批量生产及成本低等特点，这正好适应了引信的要求，使得微机电系统已经或者将要在引信中得到应用，从而会极大地推动引信技术的发展，有可能使引信技术产生一个质的飞跃。微机电系统在引信中的应用涉及到发火系统、点火控制系统以及引信的安全系统，并有可能因微机电系统技术的发展，产生出新体制、新原理的引信或机构及系统[8]。 （1）MEMS技术在引信发火系统中的应用。对于触发引信，是依靠碰目标时，目标对引信零件产生的反作用力，使引信发火系统工作的。而且MEMS技术的应用，使得其性能在许多方面要好于传统的机械发火机构，甚至能够满足传统机械发火机构无法满足的要求，并且结构比较简单，性能可靠。采用微机械工艺制成的加速度传感器，具有测量几十g到20万g左右加速度值的能力。而采用传统工艺的传感器中除使用压电薄膜等作为敏感元件的传感器外，其它传感器都很难满足连续测量高冲击加速度的要求。而且压电薄膜传感器在成本与体积上是无法与微机械传感器相比拟的。 （2）MEMS技术在引信控制系统中的应用。引信控制系统通过感受目标信息，对引信的触发过程进行控制。由于引信中信息和控制技术的含量不断加大，引信功能的不断扩展，原有的器件及技术已经无法满足新功能和更高战技指标的要求，所以必须开拓新的技术领域，以满足引信发展的需求。 （3）MEMS技术在引信安全系统中的应用。引信安全系统是引信中为确保平时及使用中安全而设计的，安全系统主要包括对爆炸序列的隔爆、对隔爆机构的保险和对发火控制系统的保险等。目前，微机电系统在引信安全系统中的应用主要以传感器为主。在引信安全系统中使用的微机械传感器与传统的传感器相比，尽管原理上是相同的。但由于微机械传感器在抗高过载性能上远优于其它结构的传感器，因此使得它的应用范围更广、适用面更宽。 (责任编辑：qin) |