MEMS传感器应用在航空航天领域 |
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| MEMS传感器应用在航空航天领域，要求适应在不同的空间环境，包括:真空、电磁辐射、高能粒子辐射、等离子体、微流星体、行星大气、磁场和引力场等，以及航天器某些系统工作时或在空间环境作用下产生的诱导环境，例如，轨道控制推力器点火和太阳电池翼伸展引起的振动、冲击环境；航天器上的磁性材料和电流回路在空间磁场中运动产生的感应磁场；航天器上有机材料逸出物沉积在其他部位造成的分子污染等。 因此，航空航天传感器主要有状态传感器，环境传感器之分，前者包括各种活动机件的即时位置传感器，如襟，副翼位置，喷口大小，油门位置，减速板位置，起落架收放位置等，飞机状态传感器，如迎角，侧滑角传感器，飞机姿态传感器等，各种参数如液压，油压，发动机振动量，滑油金属屑，各种消耗品如油料剩余量，消耗速度等，还有结冰传感器，火警传感器，极限传感器，过载传感器，生命传感器以及各种多余度系统的自动转换传感器。 环境传感器主要有温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、压力传感器、流量传感器等。 MEMS传感器在航空航天领域中主要有五种用途: ①提供有关航天器的工作信息，起故障诊断的作用; ②判断各分系统间工作的协调性，验证设计方案; ③提供全系统自检所需信息，给指挥员决策提供依据; ④提供各分系统、整机内部检测参数，验证设计的正确性。 ⑤监测飞行器内外部的环境，为飞行员航天员提供所需的生存条件，保障正常飞行参数。 MEMS传感器构成的电子设备 MEMS传感器在飞行器中的电子设备、飞行器设计及微小卫星等技术方面都有重要的应用。机载分布式大气数据计算机，由全压一静压一攻角为一体的多功能微型大气数据探头(或称组合式空速管)、微型压力传感器(静压、差压及动压)以及信号处理单元直接组成，并封装在壳体内，形成一个微机电系统。 MEMS惯性导航系统 微型惯性导航系统集微陀螺、微加速度计及其信号处理单元为一体，该系统以硅材料为主，用MEMS加工工艺制造而成，其体积和质量比常规惯性导航系统至少下降2~3个数量级。 采用MEMS技术制造的微型惯性测量单元(MIMU)，没有转动的部件，在寿命、可靠性、成本、体积和质量等方面都要大大优于常规的惯性仪表。所生产出来的标准化的、高性能航天器姿态测量仪器性能更好，价格更便宜，而且在航空航天平台均能使用。采用MIMU器件可使装置的重量大大减轻。 MEMS加速度传感器 加速度传感器在航空航天应用在姿态航向基准系统;捷联惯性测量单元;飞机导航系统;飞行控制系统;包括颤振测试在内的飞行期间结构测试;健康系统测试;稳定性测试;地面振动测试(风洞试验);模态测试;发动机控制系统、制导系统等。 MEMS化学传感器 这种类似于电子鼻的高温传感器阵列是用于检测和控制航空和汽车发动机的排放物质。通过分析电子鼻产生的信号确定排放系统废气的成分。 MEMS压力传感器 航空航天传感器在飞行中、飞行试验、发动机测试验、结构强度试验、风洞试验，以及在设备的制造生产过程中应用十分普遍。压力测量的特点是;被测压力种类多、涉及范围广，测压点多，要求测量精度高。 航天航空集当代先进制造技术、信息技术和材料技术于一身，对传感器的要求越来越高，MEMS传感器发展方向是多功能化、小型化、智能化、集成化，随着产品可靠性进一步提高和价格降低，制作技术发展的不断成熟和完善，MEMS传感器在航空航天领域的应用将会在更广泛范围取代传统传感器。 |
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