1 陕西科技大学 机电工程学院，西安 710021
2 西安交通大学 机械工程学院，西安 710049
3 西安交通大学 精密微纳制造技术全国重点实验室，西安 710054
针对商用低精度惯性测量单元具有高成本、制造工艺复杂、废弃后污染环境、不能生物降解等缺点，提出一种低成本、可生物降解的木制惯性测量单元。该设计包含平衡振子和非平衡振子单元，分别用于测量3轴加速度和3轴角加速度。采用激光诱导石墨烯的工艺在木梁上制备应变传感器阵列，并形成多组惠斯顿电桥测量电路。结果表明：加速度方面，X轴灵敏度为0.006 mV/g，Y轴灵敏度为8.695×10-4 mV/g，Z轴灵敏度为0.200 mV/g；角加速度方面，X轴灵敏度为0.285 mV/（rad/s2），绕Y轴旋转的灵敏度为0.305 mV/（rad/s2），绕Z轴旋转的灵敏度为0.765 mV/（rad/s2）。与有限单元法仿真结果对比，实验测量误差在10%以内，且具有良好的重复测量精度。该惯性测量单元在木制船舶、木制载具、木制家具等方面具有潜在的应用前景。
惯性测量单元 激光诱导石墨烯 陀螺仪 加速度计 木材 Inertial measurement unit Laser induced graphene Gyroscope Accelerometer Wood
1 陕西科技大学机电工程学院，陕西 西安 710021
2 陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西 西安 710021
3 西北工业大学电子与信息学院，陕西 西安 710072
木材上激光诱导石墨烯具有环保可降解的优势，被广泛应用于智能木材建筑、家具、植物传感等领域。提出了一种利用木材制备绿色电子传感器的工艺方法，使用中心波长为1070 nm的光纤激光器将木材转化为含有石墨烯的多孔碳结构，方块电阻可达到8 Ω·sq－1。研究表明，激光将木材中的木质素、纤维素与半纤维素中的一部分转化为多孔碳(石墨烯)，压力的变化使得纤维状多孔碳接触或者分离，温度的变化会影响石墨微晶的体积变化，这两者都会影响电阻的变化。制作了灵敏度系数为86.53的压力传感器与电阻温度系数为－0.101%的温度传感器，并制作了集成温度与压力的传感器，传感器满足生活中温度与压力的传感需求，具有广泛的应用前景。
激光技术 激光诱导石墨烯 压力传感器 温度传感器 绿色电子 木材
