全對稱微機械陀螺非理想特性分析.pdf

1、微機械陀螺是一種測量角速度的慣性傳感器，是MEMS技術應用的一個重要方面，在國防、軍事以及民用方面都得到了廣泛的應用。由于微機械陀螺結構十分復雜，性能易受一些非理想特性的干擾。本文針對一種全對稱微機械陀螺，對其正交耦合誤差、驅動非線性、溫度特性以及寄生電容來源進行了測試與分析。
　　對由于加工誤差產生的正交誤差進行了理論分析及測試驗證。推導了正交誤差信號與有用信號的關系，可知微小的加工誤差引入的正交誤差就遠大于有用信號。利用ANS

2、YS仿真軟件對全對稱微機械陀螺進行仿真，由正交耦合引起的檢測模態(tài)位移僅為驅動模態(tài)位移的0.17％，理論證實了該陀螺的解耦特性，利用光學平臺測試同樣驗證了此結論?；谶_芬方程建立了驅動模態(tài)非線性方程，并采用諧波平衡法進行了求解，得到了理論上的驅動模態(tài)幅頻特性曲線。利用振動臺進行非線性測試，所得幅頻特性曲線基本與理論結果符合，證實了不能單純依靠增加驅動幅度來提高檢測靈敏度。分析了溫度變化對陀螺性能的影響機理，溫度變化通過影響硅材料的楊氏模量

3、引起諧振頻率的漂移（仿真結果顯示諧振頻率隨溫度的變化率為-0.102Hz/℃），通過影響結構阻尼系數改變品質因數，測試結果驗證了理論分析結果（測試數據顯示諧振頻率隨溫度變化率為-0.2071Hz/℃，品質因數隨溫度變化率為-0.66013/℃），并證實了全對稱結構對溫度影響的抑制作用。建立了全對稱微機械陀螺寄生電容模型，分析了陀螺結構中寄生電容的來源并計算了電容值的大小。通過分析可知部分寄生電容信號可用電路手段進行濾除，但有些寄生電容信