Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен :

- знать:

- технологические основы производства МЭМС-приборов;

- принцип работы и конструкции микромеханических приборов;

- математические модели и информационные характеристики микромеханических приборов

- уметь:

- составлять уравнения движения чувствительных элементов микромеханических приборов;

- разбираться в конструкциях микромеханических приборов;

- рассчитывать параметры микромеханических приборов.

- владеть:

- методами расчета информационных характеристик микромеханических приборов;

- методами моделирования динамики микромеханических приборов;

- основами проектирования микроструктур микромеханических приборов.

Содержание дисциплины.

Целью дисциплины

Задачи изучения дисциплины:

- знакомство с современным состоянием микросистемного приборостроения;

- знакомство с основными технологическими приемами изготовления микроструктур;

- освоение теоретических основ работы и конструирования микроакселерометров, датчиков давления и гироскопов.

Содержание дисциплины.

1. Терминология, история, применение, технологии микроэлектромеханических систем.

Терминология и история

Технологии

2. Технология изготовления микроприборов.

Технологии формообразования микроструктур

Изготовление микроэлектронных средств

Сборка микромеханического прибора

3. Прямые преобразователи

Емкостные преобразователи перемещений

Преобразователь перемещений на МДП- транзисторе с оторванным затвором

Тензорезисторные преобразователи деформации

Преобразователи деформации на поверхностноакустических волнах и на струне

4. Обратные преобразователи

Электростатические преобразователи

Магнитоэлектрические преобразователи

Электромагнитные преобразователи

5. Принципы построения и конструкции акселерометров

Осевые акселерометры

Маятниковые акселерометры

6. Уравнения движения чувствительных элементов акселерометров

Осевой акселерометр

Маятниковый акселерометр

7. Динамика чувствительных элементов акселерометров

Главные формы и частоты малых колебаний чувствительных элементов

Передаточные функции чувствительных элементов

8. Измерительные цепи и передаточные функции акселерометров прямого преобразования

Осевой акселерометр

Маятниковый акселерометр

9. Акселерометры компенсационного преобразования

Акселерометр с электростатической обратной связью

Акселерометр с магнитоэлектрической обратной связью

10. Принципы построения датчиков давления и технология тензорезисторов

Принципы построения датчиков

Технология тензорезисторов на круглой мембране одинаковой толщины

Технология тензорезисторов на квадратной мембране

11. Датчики давления прямого преобразования

Динамика мембраны с жёстким центром

Частотные характеристики и измерительная цепь

12. Датчики давления компенсационного преобразования

Датчик давления с электростатической обратной связью

Датчик давления с магнитоэлектрической обратной связью

13.Принципы построения, конструкция, характеристики гироскопов.

13.1. Гироскопы LL- типа

13.2. Гироскопы LR- типа

13.3. Гироскопы RR- типа

13.4. Волновые гироскопы.

14. Расчётные схемы и базовые уравнения движения микромеханических гироскопов

14.1. Микромеханические гироскопы LL- типа

14.2. Микромеханические гироскопы LR- типа

14.3. Микромеханические гироскопы RR- типа

15.Электронная настройка и измерительная цепь микромеханического гироскопа прямого измерения

15.1. Электронная настройка

15.2. Измерительная цепь и формирование выходного сигнала.

16. Динамические характеристики микромеханических гироскопов и их зависимость от стабильности режимов динамической настройки

16.1. Динамические характеристики микромеханических гироскопов

16.2. Стабильность динамических характеристик и частотная настройка микромеханических гироскопов.

Аннотация программы учебной дисциплины

«Теория гироскопических систем»

Цель задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является изучение прикладной теории гироскопических датчиков первичной информации, приборов и систем ориентации, стабилизации и навигации.

Задачами дисциплины являются:

• изучение методов составления уравнений движения гироскопов и их анализа;
• изучение теории гироскопических датчиков первичной информации;
• изучение теории гироскопических приборов;
• изучение теории гироскопических систем.

В результате изучения курса студенты должны знать ( в объеме курса):

• основные законы и уравнения кинематики и динамики, используемые для математического моделирования гироскопических приборов и систем;
• теорию гироприборов, построенных на базе трех- и двухстепенных гироскопов;
• теорию гироскопических стабилизаторов и принципы построения гироскопических систем.