Luận án Nghiên cứu phát triển cảm biến đo vận tốc góc dựa trên hiệu ứng dòng xả corona

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ 
TRẦN VĂN NGỌC 
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CẢM BIẾN ĐO VẬN TỐC GÓC 
 DỰA TRÊN HIỆU ỨNG DÒNG XẢ CORONA 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI - 2021 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG 
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ 
TRẦN VĂN NGỌC 
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CẢM BIẾN ĐO VẬN TỐC GÓC 
DỰA TRÊN HIỆU ỨNG DÒNG XẢ CORONA 
 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử 
 Mã số: 9 52 02 03 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. PGS.TS Bùi Thanh Tùng 
2. GS. TS Chử Đức Trình 
HÀ NỘI – NĂM 2021
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết 
quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ 
một công trình nào khác, các dữ liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ. 
 Hà Nội, Ngày 26 tháng 4 năm 2021 
 Tác giả luận án 
Trần Văn Ngọc 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến 
Thầy giáo PGS.TS Bùi Thanh Tùng, Thầy giáo GS.TS Chử Đức Trình đã trực 
tiếp hướng dẫn, tận tình dìu dắt, chỉ bảo NCS trong quá trình học tập và thực 
hiện luận án. 
Nghiên cứu sinh cũng xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Trần Cảnh Dũng, 
TS Đậu Thành Văn, TS Đinh Xuân Thiện, TS Phan Thanh Hòa có những đóng 
góp quý báu giúp đỡ nghiên cứu sinh hoàn thành luận án. 
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo, các bạn sinh viên Bộ môn 
Vi cơ điện tử – Vi hệ thống, Khoa Điện tử Viễn Thông Trường Đại học Công 
nghệ – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp tôi hoàn thành nghiên cứu này. 
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Khoa Điện tử Viễn thông – Trường Đại học 
Công nghiệp Hà Nội; Phòng Điện – Trung tâm sửa chữa phương tiện đo – Cục 
Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi các phương tiện 
để tiến hành thí nghiệm. 
Tôi xin chân thành cảm ơn các Nhà khoa học đã cho tôi những ý kiến 
đóng góp quý báu. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Viện Khoa học và Công nghệ 
Quân sự, Phòng Đào tạo – Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự đã tạo điều 
kiện cho tôi hoàn thành nhiệm vụ. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Thủ trưởng Viện Tên lửa; Đảng ủy, 
Thủ trưởng Viện Điện tử đã quan tâm, tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tôi đạt kết 
quả mong muốn. 
Tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong Phòng Thí nghiệm 
Động lực học bay, Viện Tên lửa đã đồng hành cùng với nghiên cứu sinh trong 
suốt quá trình thực hiện luận án. 
iii 
Nghiên cứu sinh muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn 
bè đã tạo mọi điều kiện về thời gian, động viên về tinh thần giúp nghiên cứu 
sinh toàn tâm toàn ý vào thực hiện luận án. 
 Hà Nội, Ngày 26 tháng 4 năm 2021 
 Tác giả luận án 
Trần Văn Ngọc 
iv 
MỤC LỤC 
Trang 
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i 
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii 
MỤC LỤC ........................................................................................................ iv 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ........................................... vii 
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................. xiv 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................ xv 
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CẢM BIẾN VẬN TỐC GÓC VÀ ĐỀ XUẤT 
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................. 7 
1.1. Khái quát về phép đo vận tốc góc ........................................................ 7 
1.1.1. Đại lượng vận tốc góc .................................................................... 7 
1.1.2. Cấu trúc phương tiện đo vận tốc góc ............................................. 8 
1.2. Các loại cảm biến đo vận tốc góc ....................................................... 10 
1.2.1. Con quay cơ học cổ điển .............................................................. 13 
1.2.2. Con quay quang học ..................................................................... 15 
1.2.3. Cảm biến vận tốc góc vi cơ điện tử .............................................. 17 
1.3. Cảm biến vận tốc góc dạng khí và vấn đề nghiên cứu ....................... 19 
1.3.1. Các nghiên cứu cảm biến vận tốc góc dạng khí ở ngoài nước..... 20 
1.3.2. Các nghiên cứu cảm biến vận tốc góc dạng khí ở trong nước ..... 25 
1.3.3. Tạo luồng gió bằng hiệu ứng dòng xả corona .............................. 27 
1.3.4. Hướng nghiên cứu của luận án ..................................................... 31 
1.4. Kết luận chương 1 .............................................................................. 32 
Chương 2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẢM BIẾN ĐO VẬN TỐC 
GÓC ỨNG DỤNG HIỆU ỨNG DÒNG XẢ CORONA ................................ 34 
v 
2.1. Bài toán tổng quát thiết kế cảm biến đo vận tốc góc dạng khí ứng dụng 
hiệu ứng dòng xả corona .............................................................................. 34 
2.1.1. Nguyên lý đo của cảm biến vận tốc góc dạng khí ....................... 34 
2.1.2. Xây dựng cấu trúc cảm biến vận tốc góc ứng dụng hiệu ứng dòng 
xả corona ................................................................................................... 37 
2.1.3. Mô phỏng quá trình tạo gió ion và độ lệch của luồng gió ion ..... 49 
2.2. Xây dựng hàm biến đổi của cảm biến vận tốc góc dạng khí .............. 56 
2.2.1. Xác định vận tốc luồng khí lệch ................................................... 58 
2.2.2. Hàm biến đổi của cảm biến .......................................................... 59 
2.3. Đáp ứng của cảm biến ........................................................................ 62 
2.4. Kết luận chương 2 .............................................................................. 65 
Chương 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CẢM BIẾN ĐO VẬN TỐC 
GÓC.................................................................................................................66 
3.1. Thực nghiệm chế tạo cảm biến đo vận tốc góc và xây dựng hệ thống đo 
sử dụng cảm biến đã chế tạo ........................................................................ 66 
3.1.1. Thực nghiệm chế tạo cảm biến .................................................... 66 
3.1.2. Xây dựng hệ thống đo vận tốc góc ............................................... 71 
3.2. Một số kết quả thí nghiệm xác định các đặc trưng của cảm biến ...... 78 
3.2.1. Khảo sát dòng điện phóng tạo hiệu ứng dòng xả corona ............. 78 
3.2.2. Khảo sát luồng gió ion bằng dây nhiệt điện trở ........................... 80 
3.2.3. Khảo sát đường đặc tuyến điện áp – vận tốc góc của cảm biến .. 84 
3.3. Một số kết quả đo thực nghiệm kiểm chứng hệ thống đo sử dụng cảm 
biến đã chế tạo với thiết bị chuẩn ................................................................ 92 
3.3.1. Cài đặt hệ thống thử nghiệm kiểm chứng .................................... 92 
3.3.2. Kết quả thực nghiệm kiểm chứng cảm biến đo vận tốc góc với thiết 
bị chuẩn ..................................................................................................... 94 
3.4. So sánh với các cảm biến vận tốc góc cùng loại đã nghiên cứu ........ 95 
vi 
3.5. Kết luận chương 3 .............................................................................. 96 
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 98 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ........................ 100 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 102 
vii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 
1. Danh mục các ký hiệu 
Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị 
A Hằng số hiệu chuẩn truyền nhiệt của dây [] 
Ak Tổng diện tích đầu kim [m2] 
Av Diện tích vòng laser [m2] 
𝐴𝑤 Diện tích bề mặt dây [m
2] 
a Gia tốc [m/s2] 
𝑎𝑐 Gia tốc Coriolis [m/s
2] 
B Hằng số hiệu chuẩn truyền nhiệt của dây [] 
𝐶𝑤 Nhiệt dung của dây nhiệt điện trở [J/K] 
𝑐𝑤 Nhiệt dung riêng của dây nhiệt điện trở [J/(kg.K)] 
c Hằng số một chiều thực nghiệm [cm1/2] 
D Toán tử [] 
d Độ lệch của quỹ đạo chuyển động [m] 
dk Khoảng cách giữa các điện cực [m] 
𝑑𝑤 Độ lệch luồng gió ion khi chịu tác động quay [m] 
𝑑𝑤_𝑚𝑎𝑥 Độ lệch luồng gió ion cực đại [m] 
�⃗� Véc tơ điện trường [V/m] 
𝐸𝑐 Điện áp trên điện cực kim khi có hiệu ứng dòng 
xả corona 
[V] 
𝐸𝑣 Điện trường khởi tạo corona [V/m] 
𝐸0 Điện trường đột phá [V/m] 
viii 
Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị 
𝐸𝑛 Điện áp nguồn nuôi cầu [V] 
𝐸𝑟 Điện áp ra của cảm biến [V] 
𝛥𝐸𝑟 Sự thay đổi điện áp ra của cầu điện trở [V] 
𝐹𝐶𝑧 Lực Coriolis theo trục Z [N] 
Δf Vận tốc ra của cảm biến quang [o/s] 
G(s) Đáp ứng của cảm biến [] 
Hg Công suất nguồn điện cung cấp cho dây dẫn [W] 
HT Tốc độ trao đổi nhiệt với môi trường xung 
quanh 
[W] 
HA Tốc độ tích trữ năng lượng nhiệt [W] 
h Hệ số truyền nhiệt [W/m2 oC] 
I Cường độ dòng điện phóng [µA] 
𝐼ℎ𝑤 Cường độ dòng điện cấp đến nhiệt điện trở [A] 
K Hằng số lò xo [N/m] 
𝐾𝑦 Hằng số lò xo theo trục 𝑦 [N/m] 
𝐾𝑧 Hằng số lò xo theo trục 𝑧 [N/m] 
K’ Độ nhạy tĩnh của thiết bị [] 
k Hệ số phụ thuộc vào không gian và khoảng cách 
giữa các điện cực 
[√𝑚] 
𝐿 Khoảng cách từ vòi phun đến mặt phẳng đặt dây 
nhiệt điện trở 
[m] 
l Chiều dài dây nhiệt điện trở [m] 
M Mô men quán tính [kg.m2] 
ix 
Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị 
m Khối lượng [kg] 
N Động lượng góc [kg.m2/s] 
no Độ nhám của điện cực phóng điện [] 
Pv Chu vi [m] 
p Áp suất [Mpa] 
q Điện tích [C] 
𝑞𝑠 Mật độ điện tích trên bề mặt điện cực [C/m
3] 
R Điện trở [] 
ΔR Sự thay đổi điện trở [] 
𝑅𝑤 Điện trở HW [] 
𝑅𝑤1 Điện trở HW ở thời điểm ban đầu [] 
𝑅𝑤2 Điện trở HW ở thời điểm sau kích thích [] 
𝑅𝑓 Điện trở tại nhiệt độ môi trường [] 
𝑅Χ,Y,Z Điện trở trên phương X, Y, Z [] 
 R Giá trị thay đổi của điện trở [] 
𝑟𝑘 Bán kính đầu kim [m] 
S Độ nhạy của cảm biến [µV/o/s] 
T Nhiệt độ [oC] 
𝑇𝑤 Nhiệt độ dây nhiệt điện trở [
oC] 
𝑇𝑓 Nhiệt độ của không khí [
oC] 
t Thời gian [s] 
x 
Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị 
𝑈 Vận tốc trung bình của luồng gió ion [m/s] 
𝑈𝑍 Vận tốc của luồng gió ion theo trục Z [m/s] 
𝛥𝑈𝑤 Vận tốc của luồng gió ion theo hướng lệch [m/s] 
𝑉 Điện áp phóng corona [V] 
𝑉𝑤 Điện áp trên dây nhiệt điện trở [V] 
v Vận tốc [m/s] 
𝑣𝑡 Vận tốc theo phương tiếp tuyến [m/s] 
𝑣𝑡 Vận tốc theo phương pháp tuyến [m/s] 
 Độ nhớt động học của không khí [𝑚2𝑠−1] 
 Vận tốc góc [o/s] 
𝑋 Tốc độ góc quay quanh trục X [
o/s] 
𝑌 Tốc độ góc quay quanh trục Y [
o/s] 
𝑦 Độ dịch chuyển theo trục Y [m] 
𝑧 Độ dịch chuyển theo trục Z [m] 
𝜃 Góc lệch quỹ đạo [rad] 
𝛿 Hệ số mật độ không khí [] 
𝜌 Mật độ không khí [𝑘𝑔/ 𝑚3] 
 Hệ số nhiệt điện trở [/1oC] 
β Gradient của vận tốc gió ion bị lệch [] 
ψ Hệ số giảm chấn [N.s/m] 
𝜓𝑦 Hệ số giảm chấn theo phương 𝑦 [N.s/m] 
𝜓𝑧 Hệ số giảm chấn theo phương 𝑧 [N.s/m] 
xi 
Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị 
𝜉 Hệ số tắt dần [N.s/m] 
𝜇 Độ linh động của ion [𝑚2𝑉−1𝑠−1] 
𝜀0 Hằng số điện môi của chân không [𝐶. 𝑉
−1. 𝑚−1] 
𝜆𝑠 Bước sóng ánh sáng [m] 
𝜎 Hệ số dẫn nhiệt của không khí [W/m.K] 
𝜏1 Thời gian di chuyển của phân tử khí từ vòi phun 
đến mặt phẳng dây nhiệt điện trở 
[s] 
𝜏2 Thời gian đáp ứng của mạch điện [s] 
𝜏𝑤 Thời gian đáp ứng của dây nhiệt điện trở [s] 
Φ Đường kính dây nhiệt điện trở [m] 
2. Danh mục các chữ viết tắt 
Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 
ABS Anti-lock Braking System Hệ thống chống bó cứng phanh 
ADC Analog to digital converter Chuyển đổi tương tự số 
CCA Constant Current anemometer Đo tốc độ gió với dòng điện 
không đổi 
CIV Corona discharge inception 
voltage 
Điện áp khởi tạo phóng điện 
corona 
CTA Constant Temprature 
anemometer 
Đo tốc độ gió với nhiệt độ không 
đổi 
EHD Electrohydrodynamic Lực tĩnh điện thủy động lực học 
FEM Finite Element Method Phương pháp phần tử hữu hạn 
xii 
FOG Fiber Optical Gyroscope Con quay sợi quang 
GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu 
HV High Voltage Điện thế cao áp 
HW Hotwire Dây nhiệt điện trở 
IC Integrated Circuit Mạch tích hợp 
INS Inertial navigation system Hệ thống dẫn đường quán tính 
MEMS Micro-Electro Mechanical 
Systems 
Hệ thống vi cơ điện tử 
MG MEMS gyroscope Cảm biến vận tốc góc vi cơ điện 
tử 
MVG MEMS Vibrating gyroscope Cảm biến vận tốc góc vi cơ điện 
tử kiểu dao động 
OG Optical Gyroscopes Con quay hồi chuyển quang học 
PZT Piezoelectric Màng áp điện 
RLG Ring Laser Gyrosopes Con quay hồi chuyển vòng laser 
STL Standard triangle language Ngôn ngữ tam giác tiêu chuẩn 
TFG Turning fork gyroscopes Cảm biến vận tốc góc kiểu 
ngược pha 
TCR Temperature coefficient of 
resistance 
Hệ số nhiệt điện trở 
UAV Unmanned aerial vehicle Máy bay không người lái 
xiii 
UV Untraviolet Đèn UV 
VG Vibrating gyroscope Con quay với phần tử dao động 
Open 
FOAM 
Open Source Field Operation 
And Manipulation 
Phần mềm mô phỏng mã nguồn 
mở OpenFOAM 
xiv 
DANH MỤC CÁC BẢNG 
Trang 
Bảng 1.1. Các đặc trưng của con quay cho các ứng dụng [51]. ...................... 12 
Bảng 2.1. Tính chất vật lý của các vật liệu nhiệt điện trở thông thường. ....... 46 
Bảng 3.1. Kết quả đo điện áp ra của cảm biến với vận tốc góc vào khác nhau.
 ......................................................................................................................... 87 
Bảng 3.2. Tổng hợp kết quả thử nghiệm kiểm chứng trên bàn xoay chuẩn. .. 94 
Bảng 3.3. Bảng so sánh cảm biến chế tạo với các cảm biến khí đã nghiên cứu.
 ......................................................................................................................... 96 
xv 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 
Trang 
Hình 1.1. Đại lượng vận tốc góc. ...................................................................... 7 
Hình 1.2. Mô hình mạch của cảm biến. ............................................................ 8 
Hình 1.3. Các phần tử của hệ thống đo lường đo vận tốc góc. ......................... 8 
Hình 1.4. Sơ đồ khối hệ thống đo vận tốc góc dạng khí. ................................ 10 
Hình 1.5. Các ứng dụng của cảm biến vận tốc góc trong dân sự.................... 11 
Hình 1.6. Con quay hồi chuyển đo vận tốc góc. ............................................. 13 
Hình 1.7. Con quay cơ học cổ điển. ................................................................ 15 
Hình 1.8. Sơ đồ cảm biến con quay quang RLG. ........................................... 16 
Hình 1.9. Sơ đồ con quay hồi chuyển sợi quang FOG. .................................. 17 
Hình 1.10. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MVG. .................................. 18 
Hình 1.11. Cấu hình cảm biến vận tốc góc dạng khí theo công trình [60], [63].
 ........................................ ... ần Văn Ngọc, Đậu Thành Văn, Nguyễn Ngọc An, Trần Như Chí, Chử 
Đức Trình, Bùi Thanh Tùng (2018), “Nghiên cứu phát triển một cảm biến 
vận tốc góc dựa trên hiệu ứng dòng xả corona”, Kỷ yếu hội nghị quốc gia 
lần thứ XXI về điện tử, truyền thông và công nghệ thông tin, trang 259-263. 
3. Ngoc Tran Van, Tung Thanh Bui, Canh-Dung Tran, Thien Xuan Dinh, 
Hoa Phan Thanh, Dong Pham Van, Trinh Chu Duc, Van Thanh Dau 
(2019), “Study on point – to – ring corona based gyroscope”, IEEE 32nd 
International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), 
Seoul, Korea (South), pp.672-675. 
4. Ngoc Tran Van, Tung Thanh Bui, Thien Xuan Dinh, Canh-Dung Tran, 
Hoa Phan Thanh, Trinh Chu Duc, Van Thanh Dau (2019), “A circulatory 
ionic wind for inertial sensing application”, IEEE Electron Device Letters 
(ISI hệ số Q1), vol. 40, no. 7, pp. 1182-1185. 
5. Ngoc Tran Van, Van Thanh Dau, Canh-Dung Tran, Thien Xuan Dinh, 
Hoa Phan Thanh, Trinh Chu Duc, Tung Thanh Bui (2020), "An 
Electrohydrodynamic Gyroscope", Sensors and Actuators A Phys, (ISI hệ 
số Q1), vol. 315, https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.112291. 
6. Trần Văn Ngọc, Đậu Thành Văn, Nguyễn Thu Hằng, Chử Đức Trình, 
Bùi Thanh Tùng (2020), “Nghiên cứu thiết kế mô phỏng cảm biến vận tốc 
góc dạng khí hai bậc tự do hoạt động dựa trên hiệu ứng dòng xả corona”, 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số đặc san hội thảo quốc gia FEE, 
tháng 10-2020, trang 172-179. 
101 
7. Hang Nguyen Thu, Ngoc Tran Van, Cuong Nguyen Nhu, Van Thanh 
Dau, An Nguyen Ngoc, Trinh Chu Duc, Tung Thanh Bui (2020), “Study 
on Thermal Convective Gas Gyroscope based on Corona Discharge Ion 
Wind and Coriolis Effect”, The 3rd Internationanl Conference on 
Engineering Research and Applications (ICERA 2020). 
102 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tiếng Việt 
1. Trần Bảo, Trần Quang Uy (2009), Cơ sở đo lường học, Nxb Giáo dục, 
Hà Nội. 
2. Lê Văn Doanh, Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Văn Hoà, Võ Thạch Sơn, 
Đào Văn Tân (2013), Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều 
khiển, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 
3. Đào Mộng Lâm, Phạm Quang Minh, Phạm Nhật Quang (2010), Đo 
lường các tham số động cơ phản lực với phần mềm DasyLab. Nxb Quân 
đội nhân dân, Hà Nội. 
4. Phạm Quang Minh (2013), Nghiên cứu xây dựng phương tiện đo các 
tham số động lực động cơ tên lửa, Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện tử, Viện 
KH-CN quân sự, Hà Nội. 
5. Nguyễn Văn Thắng (2017), Thiết kế và xây dựng hệ thống dẫn đường 
tích hợp INS/GPS dựa trên các linh kiện vi cơ điện tử, Luận án Tiến sĩ 
Công nghệ Điện tử - Viễn Thông, Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia, 
Hà Nội. 
6. Vũ Văn Thể (2019), Phân tích động lực học cảm biến vận tốc góc vi cơ 
điện tử nhiều bậc tự do, Luận án Tiến sĩ Cơ học kỹ thuật, Học viện Kỹ 
thuật quân sự, Hà Nội. 
7. Trần Đức Thuận (2015), Hệ thống điều khiển tên lửa và thiết bị phóng. 
Nxb Quân đội nhân dân, Hà Nội. 
Tiếng Anh 
8. A. S. Morris and R. Langari (2016), Measurement and Instrumentation, 
Publisher: Joe Hayton. 
9. A. Cenk, S. Andrei (2009), MEMS Vibratory Gyroscopes: Structural 
Approaches to Improve Robustness, Spinger. 
10. A. K. Sen, J. Darabi, and D. R. Knapp (2009), Design, fabrication and 
test of a microfluidic nebulizer chip for desorption electrospray 
103 
ionization mass spectrometry, Sensors Actuators, B Chem., vol. 137, no. 
2, pp. 789–796. 
11. A. M. Shkel (2001), Micromachined gyroscopes: challenges, design 
solutions, and opportunities, Proceedings of SPIE - The International 
Society for Optical Engineering, https:// doi: 10.1117/12.436629. 
12. A. P. Chattock (1899), On the Velocity and Mass of the ion in the Electric 
Wind in Air, Philos. Mag. Ser. 5, vol. 48, no. 294, pp. 401– 420. 
13. A. Maciulaitis (2008), Comments on “Ion-Neutral Propulsion in 
Atmospheric Media”, AIAA J., vol. 5, no. 10, pp. 1768 – 1773. 
14. A. A. Ramadhan, N. Kapur, J. L. Summers, and H. M. Thompson (2017), 
Numerical Analysis and Optimization of Miniature 
Electrohydrodynamic Air Blowers, IEEE Trans. Plasma Sci., vol. 45, no. 
11, pp. 3007 – 3018. 
15. A. V. Smol’yakov, V. M. Tkachenko, A. V. Smol’yakov, and V. M. 
Tkachenko (1983), Measurement of Turbulent Fluctuations, Springer. 
16. Analog Devices (1999), Datasheet: AD624 Precision Instrumentation 
Amplifier,  - 
documentation/data-sheets/AD624.pdf. 
17. B. Chua, A. S. Wexler, N. C. Tien, D. A. Niemeier, and B. A. Holmén 
(2013), Micro corona based particle steering air filter, Sensors 
Actuators, A Phys., vol. 196, pp. 8–15. 
18. B. R. Maskell (1970), The effect of humidity on a corona discharge in 
air, R. Aircr. Establ. Farnborough, U.K., Tech. Rep., pp. 70106. 
19. B. Xiong, L. Che, and Y. Wang (2003), A novel bulk micromachined 
gyroscope with slots structure working at atmosphere, Sensors 
Actuators, A Phys., vol. 107, no. 2, pp. 137 – 145. 
20. Bosch (2016), Bosch - BMG250: Low noise, low power triaxial 
gyroscope, in Product Data Sheet. 
21. C. C. Painter and A. M. Shkel (2003), Structural and thermal modeling 
104 
of a z-axis rate integrating gyroscope, Jounal of Micromechanics 
Microengineering, vol. 13, no. 2, pp. 229 – 237. 
22. C. J. Greenshields (2019), The OpenFOAM, https://openfoam.org. 
23. C. Kim, K. C. Noh, S. Y. Kim, and J. Hwang (2011), Electric propulsion 
using an alternating positive/negative corona discharge configuration 
composed of wire emitters and wire collector arrays in air, Appl. Phys. 
Lett., vol. 99, no. 11, pp. 17–20. 
24. D. Rafalskyi, L. Popelier, and A. Aanesland (2014), Experimental 
validation of the dual positive and negative ion beam acceleration in the 
plasma propulsion with electronegative gases thruster, J. Appl. Phys., 
vol. 115, no. 5. 
25. Dzung Viet Dao, Van Thanh Dau, T. Shiozawa, H. Kumaga, and S. 
Sugiyama (2006), Adual Axis Gas Gyroscope Based on Convective and 
Thermo-Resistive Effects in Silicon with Low Thermal-Induced Stress 
Sensing Element, 19th IEEE International Conference on Micro Electro 
Mechanical Systems, ISSN: 1084-6999, pp. 594 – 597. 
26. Dzung Viet Dao, Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, and S. Sugiyama 
(2007), A fully integrated MEMS-based convective 3-DOF gyroscope, 
Transducers eurosensors’07 - 4th Int. Conf. Solid-State Sensors, 
Actuators Microsystems, pp. 1211 – 1214. 
27. D. V. Dao, V. T. Dau, T. Shiozawa, and S. Sugiyama (2007), 
Development of a Dual-Axis Convective Gyroscope With Low Thermal-
Induced Stress Sensing Element, J. Microelectromechanical Syst., vol. 
16, no. 4, pp. 950–958. 
28. E. Moreau, P. Audier, and N. Benard (2018), Ionic wind produced by 
positive and negative corona discharges in air, J. Electrostat., vol. 93, 
no. October 2017, pp. 85 – 96. 
29. E. M. Luc Lesger and G. T. Guillermo Artana (2001), In fluence of a DC 
corona discharge on the air flow along an inclined flat plate, J. 
105 
Electrostat, vol. 52, pp. 300 – 306. 
30. E. P. Mednikov, B. G. Novitskii, E. P. Mednikov, and B. G. Novitskii 
(1975), Experimental study of intense acoustic streaming, Akust. 
Zhurnal, vol. 21, pp. 245–249. 
31. G. Lobov (2012), Study of the corona discharge phenomenon for 
application in pathogen and narcotic detection in aerosol, MSc thesis. 
32. G. P. Russo (2011), Aerodynamic measurements, Woodhead Publishing. 
33. H. G. Dinh, R. Zhu (2001), Micro Jet Gyro, CN Pattent 01,119,802.8. 
34. H. G. Dinh, R. Zhu (2015), Micro Jet Gyro with Channels, CN Pattent 
105091876 B. 
35. H. Chang, X. Gong, S. Wang, P. Zhou, and W. Yuan (2015), On improving 
the performance of a triaxis vortex convective gyroscope through 
suspended silicon thermistors,” IEEE, vol. 15, no. 2, pp. 946 – 955. 
36. H. H. Kim, K. Takashima, S. Katsura, and A. Mizuno (2001), Low-
temperature NO x reduction processes using combined systems of pulsed 
corona discharge and catalysts, J. Physics D: Applied Physics vol. 34. 
37. H. David, R. Robert, W. Jearl (2018), Fundermentals of Physics, United 
States of America. 
38. J. Fraden (2016), Handbook of modern sensors physics, designs, and 
applications, Springer. 
39. J. L. W. David, H. Titterton (2004), Strapdown Inertial navigation 
technology, The Institution of Electrical Engineers and The American 
Institute of Aeronautics and Astronautics. 
40. J. S. Townsend (1915), Electricity in Gases, Oxford at the Clarendon 
press. 
41. J. S. Chang; P. A. Lawless; T. Yamamoto (1991), Corona Discharge 
Processes, IEEE Trans. Plasma Sci., vol. 19, no. 6, Dec, pp. 1152 – 1166. 
42. J. J. Lowke, F. D’Alessandro (2003), Onset corona fields and electrical 
breakdown criteria, J. Phys. D. Appl. Phys., vol. 36, no. 21, pp. 2673 –2682. 
106 
43. J. Atencia and D. J. Beebe (2006), Steady flow generation in 
microcirculatory systems, Advance Article, https://doi.org: 
10.1039/b514070f, pp. 567–574. 
44. K. T. V. Grattan and Dr. T. Sun (2000), Fiber optic sensor technology: 
An overview, Sensors Actuators, A Phys., vol. 82, no. 1, pp. 40 – 61. 
45. K. Adamiak (2013), Numerical models in simulating wire-plate 
electrostatic precipitators: A review, J. Electrostat., vol. 71, no. 4, pp. 
673–680. 
46. L. Li, S. J. Lee, W. Kim, and D. Kim (2015), An empirical model for 
ionic wind generation by a needle-to-cylinder dc corona discharge, J. 
Electrostat., vol. 73, pp. 125–130. 
47. M. Rickard, D. Dunn-rankin, F. Weinberg, and F. Carleton (2005), 
Characterization of ionic wind velocity, J. Electrost. 63(6-10), vol. 63, 
pp. 711 – 716. 
48. M. Robinson (1961), Movement of air in the electric wind of the corona 
discharge, Trans. Am. Inst. Electr. Eng. Part I Commun. Electron., vol. 
80, no. 2, pp. 143 – 150. 
49. M. M. A. Salama, H. Parekh, and K. D. Srivastava (1976), Model for 
switching surge breakdown of a point-to-plane air gap, J. Appl. Phys., 
vol. 47, no. 10, pp. 4426 – 4429. 
50. M. N. Shipko, V. G. Kostishin, M. A. Stepovich, and V. V. Korovushkin 
(2017), Modifying the properties of ferrite materials with a hexagonal 
structure via treatment in corona discharge plasma, J. Surf. Investig. X-
ray, Synchrotron Neutron Tech., vol. 11, no. 1, pp. 142 – 145. 
51. N. Yazdi, F. Ayazi, and K. Najafi (1998), Micromachined inertial 
sensors, Proc. IEEE, vol. 86, no. 8, pp. 1640 – 1658. 
52. O. M. Stuetzer (1960), Ion drag pumps, Journal. Appl. Phys., vol. 31, no. 
1, pp. 136–146. 
53. P. Béquin et al.(2018), Corona Discharge Velocimeter, J. Acta Acustica 
107 
united with Acustica, vol. 104, no. 3, pp. 477–485. 
54. P. Béquin, A. Nanda Tonlio, and S. Durand (2020), Air plasma sensor 
for the measurement of sound pressure using millimetric and 
micrometric discharges, J. Appl. Phys., vol. 127, no. 3, 2020. 
55. P. Song et al. (2020), Recent progress of miniature MEMS pressure 
sensors, Micromachines, vol. 11, no. 1, pp. 1–38, 2020. 
56. R. Ono and T. Oda (2003), Dynamics of ozone and OH radicals generated 
by pulsed corona discharge in humid-air flow reactor measured by laser 
spectroscopy, J. Appl. Phys., vol. 93, no. 10, pp. 5876 – 5882. 
57. R. Morrow (1999), The theory of positive glow corona, J. Phys. D. Appl. 
Phys., vol. 30, pp. 3099–3114. 
58. T. M. Dauphinee (1957), Acoustic Air Pump, Rev. Sci. Instrum., vol. 28, 
no. 6, pp. 452. 
59. T. C. Corke, C. L. Enloe, and S. P. Wilkinson (2010), Dielectric Barrier 
Discharge Plasma Actuators for Flow Control, Annu. Rev. Fluid Mech., 
vol. 42, no. 1, pp. 505–529. 
60. T. Shiozawa, Van Thanh Dau, Dzung Viet Dao, H. Kumagai, and S. 
Sugiyama (2005), A dual axis thermal convective silicon gyroscope, 
Micro-Nanomechatronics and Human Science and he Fourth 
Symposium Micro-Nanomechatronics for Information-Based Society, 
ISBN: 0-7803-8607-8. 
61. Thien Xuan Dinh, Dang Bao Lam, and Van Thanh Dau (2017), Jet flow 
in a circulatory miniaturized system using ion wind, J. Mechatronics, vol. 
47, no. September, pp. 126–133. 
62. V. M. N. Passaro, A. Cuccovillo, L. Vaiani, M. De Carlo, and C. E. 
Campanella (2017), Gyroscope Technology and Applications: A Review 
in the Industrial Perspective, Sensors (Basel). 2017 Oct; 17(10): 2284, 
https:// doi: 10.3390/s17102284. 
63. Van Thanh Dau, T. Shiozawd, Dzung Viet Dao, and S. Sugiyama (2005), 
108 
A dual axis gas gyroscope utilizing low-doped Silicon thermistor, 18th 
IEEE International Conferrence on Micro Electro Mechanical Systems, 
https:// doi:10.1109/MEMSYS.2005.1454007, pp. 626 – 629. 
64. Van Thanh Dau, Dzung Viet Dao, and S. Sugiyama (2007), Convective 
Gas Gyroscope Based on Thermo-Resistive Effect in Si PN Junction, 
Transducer 2007 International Solid-State Sensors, Actuators and 
Microsystems Conference. 
65. Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, Dzung Viet Dao, O. Tomonori, and 
S. Sugiyama (2007), Design and fabrication of a convective 3-DOF 
angular rate sensor, Proc. IEEE Sensors, pp. 915 – 918. 
66. Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, Canh-Dung Tran, T. Terebessy, Trinh 
Chu Duc, and Tung Thanh Bui (2018), Particle precipitation by bipolar 
corona discharge ion winds, J. Aerosol Sci., vol. 124, pp. 83 – 94. 
67. Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, Tung Thanh Bui, and T. Terebessy 
(2016), Bipolar corona assisted jet flow for fluidic application, Flow 
Meas. Instrum., vol. 50, pp. 252 – 260. 
68. Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, Tung Thanh Bui, Canh-Dung Tran, 
Hoa Thanh Phan, and T. Terebessy (2016), Corona based air-flow using 
parallel discharge electrodes, Exp. Therm. Fluid Sci., vol. 79, pp. 52 – 56. 
69. Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, T. Terebessy, and Tung Thanh Bui 
(2016), Bipolar corona discharge based air flow generation with low net 
charge, Sensors Actuators, A Phys., vol. 244, pp. 146 – 155. 
70. Van Thanh Dau, Tung Thanh Bui, Thien Xuan Dinh, and T. Terebessy 
(2016), Pressure sensor based on bipolar discharge corona 
configuration, Sensors Actuators, A Phys., vol. 237, pp. 81 – 90. 
71. Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, Tung Thanh Bui, and Canh Dung 
Tran (2018), Vortex flow generator utilizing synthetic jets by diaphragm 
vibration, Int. J. Mech. Sci., vol. 142–143, pp. 432–439. 
72. Van Thanh Dau, Thien Xuan Dinh, Canh Dung Tran, T. Terebessy, Trinh 
109 
Chu Duc, and Tung Thanh Bui (2018), Particle precipitation by bipolar 
corona discharge ion winds, J. Aerosol Sci., vol. 124, no. 7, pp. 83–94. 
73. W. N. English (1948), Positive and negative point-to-plane corona in 
air, Phys. Rev., vol. 74, no. 2, pp. 170 – 178. 
74. W. Jack, P. Hugh, and T. William (2009), An Investigation of Ionic Wind 
Propulsion, NASA Rep. NASA/TM, no. December, pp. 215822. 
75. Y. P. Raizer, J. E. Allen, and V. I. Kisin (2011), Gas Discharge Physics, 
Springer. 
76. Z. Xie, H. Chang, Y. Yang (2012), Design and fabrication of a vortex 
inertial sensor consisting of 3-DOF gyrroscope and 3-DOF 
accelerometer, IEEE, no. February, pp. 551 – 554. 
77. Z. Mokhtari, S. Holé, and J. Lewiner (2013), Smoke triggered corona 
discharge sensor, J. Electrostat., vol. 71, no. 4, pp. 769 – 772.