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MEMS傳感器在各大領(lǐng)域中應(yīng)用2022-05-23
MEMS傳感器應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域 |
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| MEMS傳感器應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，要求適應(yīng)在不同的空間環(huán)境，包括:真空、電磁輻射、高能粒子輻射、等離子體、微流星體、行星大氣、磁場(chǎng)和引力場(chǎng)等，以及航天器某些系統(tǒng)工作時(shí)或在空間環(huán)境作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)環(huán)境，例如，軌道控制推力器點(diǎn)火和太陽電池翼伸展引起的振動(dòng)、沖擊環(huán)境；航天器上的磁性材料和電流回路在空間磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)；航天器上有機(jī)材料逸出物沉積在其他部位造成的分子污染等。 因此，航空航天傳感器主要有狀態(tài)傳感器，環(huán)境傳感器之分，前者包括各種活動(dòng)機(jī)件的即時(shí)位置傳感器，如襟，副翼位置，噴口大小，油門位置，減速板位置，起落架收放位置等，飛機(jī)狀態(tài)傳感器，如迎角，側(cè)滑角傳感器，飛機(jī)姿態(tài)傳感器等，各種參數(shù)如液壓，油壓，發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)量，滑油金屬屑，各種消耗品如油料剩余量，消耗速度等，還有結(jié)冰傳感器，火警傳感器，極限傳感器，過載傳感器，生命傳感器以及各種多余度系統(tǒng)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換傳感器。 環(huán)境傳感器主要有溫度傳感器、濕度傳感器、氧氣傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。 MEMS傳感器在航空航天領(lǐng)域中主要有五種用途: ①提供有關(guān)航天器的工作信息，起故障診斷的作用; ②判斷各分系統(tǒng)間工作的協(xié)調(diào)性，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案; ③提供全系統(tǒng)自檢所需信息，給指揮員決策提供依據(jù); ④提供各分系統(tǒng)、整機(jī)內(nèi)部檢測(cè)參數(shù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。 ⑤監(jiān)測(cè)飛行器內(nèi)外部的環(huán)境，為飛行員航天員提供所需的生存條件，保障正常飛行參數(shù)。 MEMS傳感器構(gòu)成的電子設(shè)備 MEMS傳感器在飛行器中的電子設(shè)備、飛行器設(shè)計(jì)及微小衛(wèi)星等技術(shù)方面都有重要的應(yīng)用。機(jī)載分布式大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，由全壓一靜壓一攻角為一體的多功能微型大氣數(shù)據(jù)探頭(或稱組合式空速管)、微型壓力傳感器(靜壓、差壓及動(dòng)壓)以及信號(hào)處理單元直接組成，并封裝在殼體內(nèi)，形成一個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)。 MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 微型慣性導(dǎo)航系統(tǒng)集微陀螺、微加速度計(jì)及其信號(hào)處理單元為一體，該系統(tǒng)以硅材料為主，用MEMS加工工藝制造而成，其體積和質(zhì)量比常規(guī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)至少下降2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。 采用MEMS技術(shù)制造的微型慣性測(cè)量單元(MIMU)，沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，在壽命、可靠性、成本、體積和質(zhì)量等方面都要大大優(yōu)于常規(guī)的慣性儀表。所生產(chǎn)出來的標(biāo)準(zhǔn)化的、高性能航天器姿態(tài)測(cè)量儀器性能更好，價(jià)格更便宜，而且在航空航天平臺(tái)均能使用。采用MIMU器件可使裝置的重量大大減輕。 MEMS加速度傳感器 加速度傳感器在航空航天應(yīng)用在姿態(tài)航向基準(zhǔn)系統(tǒng);捷聯(lián)慣性測(cè)量單元;飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng);飛行控制系統(tǒng);包括顫振測(cè)試在內(nèi)的飛行期間結(jié)構(gòu)測(cè)試;健康系統(tǒng)測(cè)試;穩(wěn)定性測(cè)試;地面振動(dòng)測(cè)試(風(fēng)洞試驗(yàn));模態(tài)測(cè)試;發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、制導(dǎo)系統(tǒng)等。 MEMS化學(xué)傳感器 這種類似于電子鼻的高溫傳感器陣列是用于檢測(cè)和控制航空和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物質(zhì)。通過分析電子鼻產(chǎn)生的信號(hào)確定排放系統(tǒng)廢氣的成分。 MEMS壓力傳感器 航空航天傳感器在飛行中、飛行試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)，以及在設(shè)備的制造生產(chǎn)過程中應(yīng)用十分普遍。壓力測(cè)量的特點(diǎn)是;被測(cè)壓力種類多、涉及范圍廣，測(cè)壓點(diǎn)多，要求測(cè)量精度高。 航天航空集當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)和材料技術(shù)于一身，對(duì)傳感器的要求越來越高，MEMS傳感器發(fā)展方向是多功能化、小型化、智能化、集成化，隨著產(chǎn)品可靠性進(jìn)一步提高和價(jià)格降低，制作技術(shù)發(fā)展的不斷成熟和完善，MEMS傳感器在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)在更廣泛范圍取代傳統(tǒng)傳感器。 |
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