بررسی تاثیر نویز آکوستیکی پرتوان فرکانس‌بالا بر عملکرد ژیروسکوپ‌ ارتعاشی mems

در مقاله حاضر، تاثیر نویزهای آکوستیکی پرتوان فرکانس‌بالا بر پاسخ دینامیکی و صحت سیگنال حسگری ژیروسکوپ‌های ارتعاشی mems مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، با در نظر گرفتن چارچوب محافظ معادلات دیفرانسیل دینامیک سیستم با چهار درجه آزادی استخراج شده و به صورت معادلات حالت بازنویسی شده‌اند. در این معادلات، اندرکنش امواج نویز آکوستیکی به شکل نیروی مکانیکی وارد‌شده به چارچوب محافظ ژیروسکوپ در نظر گرفته شده است. در ادامه، یک مدل سیمولینک از دینامیک ژیروسکوپ ارتعاشی mems پیاده‌سازی شده و سپس، اثر نویزهای پرتوان فرکانس ‌بالای آکوستیکی هارمونیک و تصادفی بر عملکرد ژیروسکوپ مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین، تاثیر تغییرات پارامترهای مختلفی مانند فرکانس نویز هارمونیک، سطح فشار صوتی و ضریب کیفیت ژیروسکوپ بررسی شده‌اند.

Effects of high-power high-frequency acoustic noise on the performance of MEMS vibratory gyroscopes

In the present article, the effects of highpower highfrequency acoustic noise on the dynamical response and fidelity of the sensing signal of the MEMS vibratory gyroscopes are investigated. At first, differential equations of motion the system with four degrees of freedom by considering the frame of the gyroscope are derived and rewritten in statespace form. In these equations, the interaction of the acoustic noise with the gyroscope is modeled as a mechanical force. Then, a Simulink model of the MEMS vibratory gyroscope dynamics is established and the effects of harmonic and random highpower highfrequency acoustic noises on the performance of gyroscope are studied. Influences of different parameters such as harmonic noise frequency, sound pressure level and quality factor of the gyroscope are explored. Numerical simulation results show the proximity of the noise frequency to the resonance of the gyroscope as well as pressure level deteriorate the sensing signal while the quality factor of the system rejects noise effects.