硅微机械陀螺仪测控电路的温度补偿

Authors：曹慧亮; 李宏生; 王寿荣; 杨波; 黄丽斌

Source：光学精密工程, 2013, (12): 3118-3125.

• 硅微机械陀螺仪
• 测温电路
• 温度补偿
• 标度因数
• 零偏
• 热敏电阻 Silicon Micro-electronic-mechanical System(MEMS)gyroscope
• monitoring temperature circuit
• temperature compensation
• scale factor
• bias
• thermal resistant

提出了一种基于微机械陀螺仪测控电路进行温度补偿的方法。介绍了本课题组自主研发的SHH17#陀螺结构,分析了温度变化对陀螺的影响,并对驱动和检测模态的谐振频率,品质因数以及标度因数和零偏进行了测试。分析了陀螺结构的动力学方程以及测控电路,指出了标度因数与驱动幅度和检测回路增益成正比,与两模态频差成反比。以热敏电阻为补偿元件在检测次级放大器中补偿标度因数,然后以直流叠加的方法在低通滤波器模块对零偏的温度系数和输出值进行了补偿,并介绍了补偿参数的配置方法。实验显示,经过温度补偿,标度因数和零偏的温度系数分别由393×10-6·℃-1和75(°)·h-1·℃-1减小到了73×10-6·℃-1和20(°)·h-1·℃-1,补偿后0℃零偏值由89.59mV减小到7.33mV,标度因数和零偏的温度系数分别减小了80%和73%。得到的结果证明了补偿方法的正确性和可行性。

• Institution
  东南大学