تحلیل دینامیکی میکروژیروسکوپهای ارتعاشی تحریک شده توسط پیزوالکتریک با در نظر گرفتن نظریه کوپل تنش اصلاح شده

در این مقاله پاسخ دینامیکی یک میکروژیروسکوپ یکسر گیر دار تحت ولتاژ هارمونیک، با در نظر گرفتن نظریه کوپل تنش اصلاح شده و با استفاده از روش حل تحلیلی تعیین می گردد. میکروژیروسکوپ شامل یک میکروتیر یک سرگیردار می باشد که در انتهای آن جرم گواه قرار گرفته است. به منظور تحریک سیستم، دولایه پیزوالکتریک در جهت تحریک و دو لایه پیزوالکتریک دیگر در جهت شناسایی نصب شده است. با اعمال ولتاز سینوسی در جهت تحریک و اعمال گشتاور آن به میکرو تیر، ارتعاشات اولیه ایجاد می شود. دوران پایه متصل به میکروتیر به همراه ارتعاشات اولیه سیستم منجر به تولید نیروی کوریولیس می گردد. نیروی کوریولیس باعث انجام ارتعاشات ثانویه در جهت شناسایی می شود که با اندازه گیری دامنه نوسانات در جهت شناسایی میزان نرخ دوران ورودی قابل اندازه گیری می باشد. جهت مدلسازی دقیق رفتار ارتعاشی سیستم با تکیه بر فرضیات تیر اویلر برنولی و با در نظر گرفتن نظریه کوپل تنش اصلاح شده، یک مدل جدید برای میکرو ژیروسکوپ ارایه می گردد. سپس با استفاده از اصل همیلتون توسعه یافته معادلات حرکت سیستم استخراج می گردند. در نهایت با حل معادلات، پاسخ های ارتعاشی سیستم تحت تاثیر دوران پایه و تحریک پیزوالکتریک تعیین می شوند. در این پژوهش مشخص می شود که پاسخ و رفتار ارتعاشاتی سیستم با استفاده از نظریه کوپل تنش اصلاح شده، اختلاف قابل توجهی با پاسخ و رفتار ارتعاشاتی به دست آمده از نظریه های کلاسیک دارد.

Keywords:

میکروژیروسکوپ , ولتاژ هارمونیک , نظریه کوپل تنش اصلاح شده