硅微振动陀螺仪设计与性能测试

• 作者: 施芹 苏岩 裘安萍 贾方秀
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 航空航天
• 关键词: 硅微振动陀螺仪 真空封装 自激驱动 温度补偿
• 年，卷（期）: 2013,（5）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1272-1281
• 页数: 10页
• 分类号: V241.5|V666.123
• 字数: 5180字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20132105.1272

摘要

介绍了基于DDSOG(Deep Dry Silicon On Glass)工艺自主研发的硅微振动陀螺仪的结构,封装,及信号与性能检测.利用结构解耦的方法和DDSOG工艺设计和制备了双质量线振动式陀螺结构.为了提高它的机械灵敏度、可靠性和长期稳定性,采取真空封装技术实现了器件级真空封装,并消除了轴向加速度等共模干扰的影响.陀螺电路采用自激闭环驱动、开环检测的方式,简化了电路.为了降低环境温度对陀螺零偏的影响,研究了既定范围内陀螺的输出特性,建立了陀螺输出与温度之间的关系模型,设计了温度补偿电路,降低了陀螺整表的功耗和体积.对采用上述技术的硅微陀螺仪进行了性能测试,测试结果表明,陀螺Q值＞100 000,量程为±500(°)/s,标度为21.453 mV·(°)-1s-1,非线性和对称性分别为36.905×10-6和184.125×10-6.常温下陀螺零偏稳定性为7.714 3(°)/h,带宽为100 Hz,整表体积为31mm×31mm×12mm,功耗为288 mW.该陀螺仪性能好、体积小、功耗低,在中等精度的惯性导航系统中有较好的应用前景.