硅微陀螺頻率調制驅動與溫度補償技術研究.pdf

1、硅微機械陀螺是在微機電系統(tǒng)技術的基礎上發(fā)展起來的一種新型陀螺，具有體積小、重量輕、功耗低、抗過載能力強、能適用于較為惡劣的環(huán)境條件的優(yōu)點，可廣泛應用于汽車牽引系統(tǒng)、行駛穩(wěn)定系統(tǒng)、攝像機穩(wěn)定系統(tǒng)、飛行器穩(wěn)定系統(tǒng)等領域，具有廣闊的應用前景。 硅微機械振動陀螺的精度受電耦合信號及溫度的影響較大，目前國內外許多研究機構正致力于這兩個方面內容的研究，以期提高硅微機械陀螺儀性能。本論文圍繞電耦合信號及溫度誤差展開研究，主要研究工作包括：

2、 首先，研究了硅微型機械振動陀螺儀的結構與工作機理，并進行了靜電驅動機理、檢測機理以及系統(tǒng)運動分析研究。在此基礎上，研究了陀螺儀的固有頻率對驅動運動、檢測運動和機械靈敏度的影響，為電耦合誤差和溫度誤差的研究奠定了理論基礎。 其次，研究了硅微型機械振動陀螺儀的電耦合誤差及其影響，設計了基于驅動頻率調制技術的消除電耦合信號方案，針對方案中的具體信號處理電路原理和特點進行了分析；并進行了實驗驗證。 第三，研究了溫度對硅微型

3、機械振動陀螺儀固有頻率和阻尼的影響，在此基礎上分析了溫度對陀螺儀驅動運動、敏感運動、機械靈敏度、穩(wěn)定時間、帶寬以及品質因數(shù)的影響。結合目前研制的硅微機械陀螺儀結構參數(shù)進行了仿真，并進行了實驗驗證。同時也分析了機械熱噪聲對陀螺敏感輸出的影響。 最后，提出了一種基于溫度傳感器的溫度補償方案，并進行了該方案的實施。實驗結果表明，溫度補償電路能夠補償溫度誤差，提高陀螺精度，由于補償電路的精度有限，同時陀螺本身存在一定的漂移，使得補償電路