硅微振动陀螺仪设计与性能测试

作     者：贾方秀 裘安萍 施芹 苏岩 JIA Fang-xiu;QIU An-ping;SHI Qin;SU Yan

作者机构：南京理工大学MEMS惯性技术研究中心江苏南京210094 

基　　金：国家自然科学青年基金资助项目(No.61201391) 中国人民解放军总装备部预研基金资助项目(No.9140A09022309BQ02) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2013年第21卷第5期

页      码：1272-1281页

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21.453mV.(°)-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100Hz,整表体积为31mm×31mm×12mm,功耗为288mW。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。

主 题 词：硅微振动陀螺仪 真空封装 自激驱动 温度补偿 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20132105.1272

馆 藏 号：203627344...