Investigation of the Influence of Inertial Mass Suspension Structure of Glass Micromechanical Accelerometer on its Properties

封面

如何引用文章

全文:

详细

The paper deals with a promising MEMS accelerometer made of radiation-resistant glass using the technology of pulling from glass rods and tubes. An alternative structural scheme of a pendulum accelerometer with an inertial mass suspension formed from glass structures of two shapes - hexagonal and tubular - is developed. By using the finite-element modeling methods, a comparative analysis of mechanical characteristics of MEMS models with different inertial mass suspensions has been performed, namely, for both models stresses and deformations at accelerations in the range up to 50g have been calculated. The calculation of natural frequencies was also performed. The analysis of the obtained results demonstrated that both schemes have close values of these characteristics, but a detailed consideration of the stress distribution in the suspension structures allows us to conclude that the hexagonal structure is more resistant to failure. The possible sensitivity of the sensor for two variants of the inertial mass suspension is also evaluated. It is proved that in both cases at accelerations up to 50g the capacitive sensor has a sufficient range of capacitance variation for acceleration registration.

作者简介

M. Barulina

Precision Mechanics and Control Institute, Russian Academy of Sciences

Email: marina@barulina.ru
SPIN 代码: 174006
Scopus 作者 ID: 51161080800
Researcher ID: B-2919-2016
24, Rabochaya St., Saratov, 410028

A. Golikov

Precision Mechanics and Control Institute, Russian Academy of Sciences

Email: golikov@iptmuran.ru
SPIN 代码: 8708
Scopus 作者 ID: 57213826231
Researcher ID: AAF-5651-2021
24, Rabochaya St., Saratov, 410028

E. Pankratova

Precision Mechanics and Control Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pankratova@iptmuran.ru
SPIN 代码: 909223
Scopus 作者 ID: 57193550443
Researcher ID: ACY-2638-2022
24, Rabochaya St., Saratov, 410028

O. Markelova

Precision Mechanics and Control Institute, Russian Academy of Sciences

Email: markelova@iptmuran.ru
SPIN 代码: 994464
Scopus 作者 ID: 57215606494
24, Rabochaya St., Saratov, 410028

参考

  1. Микромеханические приборы: учеб. пособие / В.Я. Распопов. Тул. Гос. университет. Тула, 2002. 392 с.
  2. Датчики, приборы и системы авиакосмического приборостроения в условиях тепловых воздействий / В.Э. Джашитов, В.М. Панкратов / под ред. акад. РАН В.Г. Пешехонова, СПб: ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор". 2005. 402 с. ISBN: 5-900780-57-0 EDN: QNSEZN.
  3. Кочурина Е.С., Анчутин С.А., Калугин В.В. и др. Разработка чувствительного элемента микромеханического акселерометра // Известия вузов. Электроника. 2022. Т. 27. No 1. С. 59-67. 10.24151/1561-5405- 2022-27-1-59-67. doi: 10.24151/1561-5405-2022-27-1-59-67 EDN: JPSKAX.
  4. Костенко В.Д., Барулина М.А. К вопросу использования радиостойкого стекла для изготовления микромеханического акселерометра: в сб. Международный семинар "Навигация и управление движением" (NMC 2023) / под ред. В.Г. Пешехонова, академика РАН, и члена-корреспондента РАН О.А. Степанова, проф. / АО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", Санкт-Петербург, Россия, 2023. С. 21-24. EDN: GWBGBI.
  5. Костенко В.Д., Барулина М.А., Щербаков А.В. Перспективы использования стеклянных микромеханических акселерометров для космических спутников / RusNanoSat-2023: сб. тезисов докладов пятого российского симпозиума по наноспутникам с международным участием. Самара, 06-08 сентября 2023 г. Самара: Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, 2023. С. 132-134. EDN: GNOZHJ.
  6. ГОСТ 23718-2014. Межгосударственный стандарт. Самолеты и вертолеты пассажирские и транспортные. Допустимые уровни вибрации в салонах и кабинах экипажа и методы измерения вибрации. Взамен ГОСТ 2371-93. Введ. 2015-01-01. М.: Стандартинформ 2019. С. 20.
  7. Безмозгий И.М., Софинский А.Н., Чернягин А.Г. Моделирование в задачах вибропрочности конструкций ракетно-космической техники // Космическая техника и технологии. 2014. No 3 (6). С. 71-80. EDN: TEMDRT.
  8. Paing S.T., Kalugin V.V., Kochurina E.S. Modeling and optimization of MEMS comb type capacitive acceleration sensor. Proc. Univ. Electronics. 2023. Vol. 28, No 4. P. 452-460. doi: 10.24151/1561-5405-2023-28-4-452-460 EDN: LWHTER.
  9. Топильский В.Б. Микроэлектронные измерительные преобразователи: учеб. пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. 493 с. ISBN: 978-5-9963-0635-0 EDN: QMXKKX.
  10. Тажибаев К.Т. Определение остаточных и действующих напряжений поляризационно-акустическим методом / К.Т. Тажибаев, Д.К. Тажибаев, М.С. Акматалиева // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2018. No 4. С. 134-139. EDN: XNKDQD.
  11. Биргер И.А. Остаточные напряжения. М.: 1963.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».