基于片內(nèi)熱元件的硅微陀螺儀溫度控制與補償技術研究.pdf

1、硅微機械陀螺儀是一種測量運動物體角速率的慣性傳感器，具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、易于集成化、可靠性好和成本低等諸多優(yōu)點，有著重要的應用價值和應用前景。由于硅材料是一種熱敏材料，當環(huán)境變化時，硅微陀螺儀結(jié)構(gòu)特性發(fā)生變化，另一方面，驅(qū)動電路和檢測電路電氣特性也會隨溫度改變，從而影響陀螺儀的性能。因此研究改善硅微陀螺儀的溫度特性是提高陀螺儀性能的重要方面。為此本文探索一條新的技術途徑，即通過微細加工技術在陀螺儀內(nèi)部集成熱敏和加熱元件，并以此為

2、基礎構(gòu)建硅微陀螺儀溫控與溫補系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括：
　　1.分析了硅微陀螺儀基本工作原理和動力學方程，詳細探討了溫度對硅微陀螺儀工作性能的影響。
　　2.介紹了熱敏和加熱元件的設計，以其為核心完成了硅微陀螺儀溫度控制和溫度補償系統(tǒng)硬件平臺的設計。
　　3.建立了硅微陀螺儀溫度控制系統(tǒng)模型，采用PID算法實現(xiàn)了對陀螺儀表頭內(nèi)部的恒溫控制。試驗表明基于片內(nèi)熱元件的溫度控制可以明顯減小硅微陀螺儀諧振頻率隨溫度的變化，但內(nèi)部