微流體陀螺儀驅(qū)動(dòng)與檢測技術(shù)研究.pdf

1、微流體陀螺儀利用氣體介質(zhì)取代機(jī)械質(zhì)量塊作為敏感元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、量程大、抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在軍民領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 論文介紹圍繞微流體陀螺儀驅(qū)動(dòng)與檢測電路設(shè)計(jì)和試驗(yàn)開展的研究工作。首先介紹了微流體陀螺儀驅(qū)動(dòng)和檢測的工作機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上介紹了設(shè)計(jì)的基于調(diào)制解調(diào)原理的微流體陀螺儀測控電路。之后論文介紹了微流體陀螺儀的數(shù)字化設(shè)計(jì)工作，包括微流體陀螺儀的數(shù)字接口電路設(shè)計(jì)和數(shù)字化測控電路設(shè)計(jì)兩部分。微流體陀螺儀數(shù)字接口

2、的主要功能是對模擬電路輸出電壓進(jìn)行數(shù)字化，同時(shí)可采集陀螺儀的溫度，并利用微控制器實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波和溫度補(bǔ)償，最終通過串口輸出陀螺儀的數(shù)字化電壓信號。微流體陀螺儀的數(shù)字化測控電路直接對敏感結(jié)構(gòu)的前端差分放大的輸出進(jìn)行量化，利用基于MSP430微控制器的數(shù)字系統(tǒng)完成數(shù)字解調(diào)，并通過微控制器內(nèi)部的定時(shí)器資源產(chǎn)生陀螺儀所需的驅(qū)動(dòng)與參考方波信號。數(shù)字化測控電路不僅減少模擬電路引入的噪聲，而且能發(fā)揮數(shù)字電路集成化、小型化的優(yōu)勢。最后，論文分別介紹了對設(shè)

3、計(jì)完成的基于模擬電路的微流體陀螺儀樣機(jī)、微流體陀螺儀數(shù)字接口樣機(jī)、微流體陀螺儀數(shù)字化測控電路樣機(jī)的調(diào)試和試驗(yàn)工作，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和總結(jié)。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，基于模擬電路的微流體陀螺儀樣機(jī)的閾值和分辨率為1°/s，零偏穩(wěn)定性為3.873°/s，量程為±1200°/S，抗沖擊能力為20，000g。微流體陀螺儀數(shù)字接口樣機(jī)的閾值和分辨率為1°/s，零偏穩(wěn)定性提高至2.161°/s。該陀螺儀在通過溫度試驗(yàn)得到的溫度模型進(jìn)行補(bǔ)償