基于蒙特卡洛仿真的MEMS陀螺仪可靠度分析

摘要

文章基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)陀螺仪的工作原理,从灵敏度的角度提出频率匹配失效数学模型,针对MEMS陀螺仪中的典型结构微悬臂梁,给出微悬臂梁的黏附失效数学模型;基于蒙特卡洛仿真,利用Matlab软件分别对2个模型进行可靠度计算,并考虑了温度对频率匹配失效的影响以及湿度对黏附失效的影响;对模型中随机变量的偏移作敏感性分析,讨论随机变量变化对可靠度的影响.结果表明,L型内外梁的宽度与厚度、长梁长度等参数变化对频率匹配的影响巨大,增加微悬臂梁的厚度、减小长度,降低材料单位面积的黏附能,都可提高微悬臂梁黏附失效可靠度.