硅微陀螺正交误差校正方案优化

• 作者: 刘俊 曹慧亮 李宏生 杨志才 王玉良 申冲 石云波
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 交通运输
• 关键词: 硅微机械陀螺仪 电荷注入法 正交力校正 正交耦合刚度校正
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 134-142
• 页数: 9页
• 分类号: U666|TH824.3
• 字数: 2623字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20162401.0134

摘要

本文意在寻求双质量硅微机械陀螺仪正交校正最优方案.首先介绍了带有正交校正和检测力反馈梳齿的双质量硅微机械陀螺结构,量化分析了正交误差对输出信号的影响并进行了仿真,结果显示解调相角变化为±2°,200(°)/s的正交误差等效输入角速率可引起15(°)/s的输出信号变化.然后,对目前3种比较主流的硅微机械陀螺仪正交校正方法(电荷注入法(CIM)、正交力校正法(QFCM)和正交耦合刚度校正法(QCSCM))进行了实验研究,从理论上证明了这3种方法的可行性.对未加入正交校正环节的陀螺进行了实验,结果显示其左、右质量块输出的正交误差信号峰峰值分别为150 mV和300mV.针对两质量块正交误差不等的实际问题提出了质量块单独校正的方案.采用CIM、QFCM和QCSCM对校正前零偏及其稳定性分别为-4.589(°)/s和378(°)/h的陀螺进行了实验校正,结果显示3种方法均可有效消除检测通道中正交信号,3种方法的零偏及零偏稳定性结果分别为-8.361(°)/s和423(°)/h,2.419(°)/s和82(°)/h,1.751(°)/s和25(°)/h,证明了正交耦合刚度校正法为3种方法中的最优方案.