慣性測(cè)量組合溫度漂移誤差補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的不斷應(yīng)用和創(chuàng)新，MEMS慣性器件(加速度計(jì)和陀螺儀)及其組合MIMU(Micro Inertial Measurement Unit，微慣性測(cè)量單元)以其尺寸小，功耗低，重量輕等優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于軍事領(lǐng)域和諸多民用領(lǐng)域。然而由于MEMS慣性器件測(cè)量電路是由對(duì)溫度較敏感的硅材料組成的，因此應(yīng)用環(huán)境的溫度變化對(duì)其測(cè)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響。溫度漂移誤差是影響MEMS慣性器件測(cè)量精度的主要因素之一，如何減小這類(lèi)誤差成為亟待解決的問(wèn)題

2、，目前采用的方法主要?dú)w結(jié)為兩種：硬件控制和軟件補(bǔ)償。本課題以MIMU為研究對(duì)象，對(duì)其溫度漂移誤差進(jìn)行分析、測(cè)試和建模，最終進(jìn)行補(bǔ)償，具體從以下幾個(gè)方面論述：
　　首先，針對(duì)硅微機(jī)械振動(dòng)陀螺儀和梳齒狀電容式微加速度計(jì)，分析其組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性及工作原理，在此基礎(chǔ)上闡述溫度誤差的產(chǎn)生機(jī)理，包括溫度變化造成的諧振頻率、品質(zhì)因數(shù)、機(jī)械靈敏度等性能參數(shù)的變化，最終影響到零偏和標(biāo)度因數(shù)的漂移，為溫度建模補(bǔ)償提供依據(jù)。
　　其次，MI

3、MU的標(biāo)定是進(jìn)行誤差建模工作的基礎(chǔ)，分析溫度漂移誤差是在標(biāo)定的前提下進(jìn)行的。通過(guò)標(biāo)定建立MIMU的誤差數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)合適的試驗(yàn)確定模型的零偏、標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差系數(shù)等24個(gè)參數(shù)，建立MIMU的加速度測(cè)量值a、角速率測(cè)量值w與輸出電壓值U的關(guān)系，為后續(xù)溫度誤差的分析建模和補(bǔ)償研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　最后，通過(guò)溫度試驗(yàn)分析零偏和標(biāo)度因數(shù)、安裝誤差系數(shù)等24個(gè)參數(shù)的溫度特性，建立MIMU的溫度誤差補(bǔ)償模型，即采用軟件補(bǔ)償?shù)姆桨笇?duì)MIMU