硅微機(jī)械陀螺儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與比較研究.pdf

1、硅微機(jī)械陀螺儀是一種微型慣性傳感器,它是利用振動(dòng)質(zhì)量塊在被物體帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的哥氏效應(yīng)來(lái)測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)角速度。在過(guò)去的二十年中得到廣泛的研究和發(fā)展,在今后幾年中,硅微機(jī)械陀螺儀將作為一種成熟的硅微慣性敏感器件,應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。硅微機(jī)械陀螺儀的應(yīng)用受到精度要求的限制,所以需要研制出高性能的陀螺儀以滿(mǎn)足高精度場(chǎng)合的需要。硅微機(jī)械陀螺儀結(jié)構(gòu)形式多樣,本文以提高陀螺儀性能為目的,對(duì)東南大學(xué)研制的三種不同結(jié)構(gòu)形式的硅微機(jī)械陀螺儀的機(jī)電接口間的雜散

2、電容和正交誤差進(jìn)行分析,以比較結(jié)果為依據(jù),設(shè)計(jì)了一種新的雙質(zhì)量塊陀螺儀結(jié)構(gòu),研究的主要內(nèi)容如下： (1)首先對(duì)硅微機(jī)械陀螺儀進(jìn)行了綜述,討論了它的發(fā)展情況。 (2)介紹了硅微機(jī)械陀螺儀的基本工作原理和動(dòng)力學(xué)方程,對(duì)陀螺儀的靜電驅(qū)動(dòng)和電容檢測(cè)方式進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析,同時(shí),介紹了陀螺儀的加工工藝。 (3)根據(jù)硅微機(jī)械陀螺儀的結(jié)構(gòu),分析機(jī)電接口間的電容、電阻,建立了硅微機(jī)械陀螺儀的機(jī)電接口模型。對(duì)機(jī)電接口模型中的電容進(jìn)行了

3、詳細(xì)地理論分析,指出雜散電容與有用信號(hào)之間的關(guān)系,用電路分析軟件對(duì)機(jī)電接口模型進(jìn)行仿真,并對(duì)三種不同結(jié)構(gòu)的硅微機(jī)械陀螺儀做了分析比較。 (4)硅微機(jī)械陀螺儀的正交誤差主要分為原理性誤差和加工誤差。將加工誤差進(jìn)行參數(shù)分離,通過(guò)對(duì)各種誤差參數(shù)的確定,分析各種誤差對(duì)陀螺儀輸出信號(hào)的影響。對(duì)三種不同結(jié)構(gòu)的陀螺儀分別建立模型,確定誤差參數(shù),比較各自正交誤差對(duì)輸出的影響,得到在消除正交誤差方面較好的陀螺儀結(jié)構(gòu)形式。 (5)介紹了雙質(zhì)