微机械振动陀螺的耦合误差和隔离耦合的结构设计

微机械振动陀螺是近几年发展起来的新型惯性元件,其误差源主要有微机械结构的Brownian噪声,电路噪声,机械耦合误差及电子机械耦合误差等,这些误差严重影响陀螺仪的精度。本文提出了单级隔离耦合和双级隔离耦合的结构方案,有效减小机械耦合误差,提高精度。     

静电陀螺仪空心球转子变形分析

提出了基于有限元方法对静电陀螺仪空心球转子离心变形、温度变形、压力变形和综合变形的分析方案,并给出了减少变形的措施。分析结果表明:转子的变形主要是由温度引起的,压力和离心产生的变形相对比较小;离心变形对转子的球形度影响较大,但变形值要比温度引起的变形值约小2个数量级;温度变化对转子的半径变化产生较大影响,但主要影响转子与电极之间的间隙,对转子的球形度几乎没有影响;同样,压力变形对球形度影响较小,对半径影响也较小。因此,在结构设计时将转子半径变化考虑进去,并加以补偿,则对转子半径的影响就可以忽略。可以通过在四个标准大气压和五个标准大气压下将空心球转子研磨成球形,来消除离心变形对转子球形度的影响。结果还表明该方案对空心转子静电陀螺仪转子的研制具有重要的应用价值。     

光纤陀螺中Y波导振动特性分析

光纤陀螺由于无运动部件,因此具有良好的抗振动、抗冲击特性,但是在实际的工程运用中,对于高精度光纤陀螺其振动误差直接影响着实际运用性能。本文分析了构成高精度光纤陀螺的关键部件Y波导的振动误差原理,并阐述了其对光纤陀螺输出信号的影响,随之提出了采用基于四状态的双闭环数字信号处理方案来跟踪和补偿Y波导振动误差的方法 ,实验结果表明该补偿方案可以很好的对由振动导致的Y波导产生的非互易性相移给予补偿。     

应用多元性能退化量评估光纤陀螺贮存的可靠性

采用基于多元性能退化量的评估方法研究了光纤陀螺贮存可靠性.首先,采用协方差矩阵分析了量化多元性能退化量的相关性并利用联合概率密度函数表征产品失效概率密度,由此给出了基于多元性能退化量的产品可靠性评估的一般方法.接着,在对光纤陀螺进行特性分析的基础上选取零偏、零偏稳定性和标度因数作为性能退化参数,开展贮存试验并获取在一定...     

硅微陀螺仪的正交误差分析

推导了双框架式硅微陀螺仪驱动模态和检测模态的运动方程，定义了驱动位移和敏感位移。在此基础上，利用弹性主轴原理，分别推导了内外框弹性主轴偏转产生的正交误差信号表达式及正交误差信号和敏感信号的比值表达式。分析结果表明，双框架式硅微陀螺仪内外框弹性主轴发生偏转时，都将产生正交误差位移，且双框架式硅微陀螺仪产生的正交误差位移数值相当于单框架式硅微陀螺仪正交误差位移的两倍。测定了双框架式硅微陀螺仪的正交误差，正交误差信号，其值为431°／s，此时偏转角度仅为0．0196°。     

光纤陀螺结构细分及材料优选

介绍了温度场和应力引起光纤陀螺误差的机理,通过对光纤陀螺的结构细分,采用不同材料分别建立有限元模型,进行模态分析、热应力分析和瞬态温度分析,选取具有代表性的新型材料铍铝合金和因瓦合金与传统铝合金进行对比。结果表明,铍铝合金可以提高光纤陀螺的固有频率,同时提高光纤陀螺的温度性能,因瓦合金可以大幅度降低光纤陀螺光纤线圈的应力变化,将光纤陀螺结构细分,进行材料优选,可以显著提高光纤陀螺的温度性能和动态输出精度,并得到试验论证。     

电容式微机械陀螺调理电路

电容式微机械陀螺的驱动电压比敏感信号大4个数量级以上,而且敏感电容很小,敏感电容与驱动电容之间的杂散耦合电容往往只比敏感电容小2个数量级,因此产生驱动电压严重干扰敏感信号问题。电容式微陀螺有2个振动自由度,2个振动自由度的机械耦合也严重干扰敏感信号。本文提出一种调理电路方案,该方案利用电容式微陀螺振动的惯性,对其进行不连续驱动,在敏感信号达到最大值时进行积分采样,并且在采样时关闭驱动电压的方法,有效地减少了干扰。在往复运动的固定相位点进行信号采样,也有利于减缓机械耦合干扰,此方法比常规连续波相敏检测的方法的信噪比有了明显的改善。     

微机械振动式陀螺接口电路设计与实现

介绍了一种电磁驱动电容检测的微机械振动式陀螺的接口电路,电路由自激驱动电路和信号检测处理电路组成。自激驱动部分利用陀螺自身的谐振特性配合反馈电路产生自激振荡,同时为检测部分提供了稳定的同步信号;检测部分利用该同步信号和陀螺的输出信号进行同步解调,得到角速度信号。最后对该电路的性能和测试结果进行了分析。     

多尺度多传感器融合算法在微机电陀螺数据处理中的应用

微机电陀螺以其成本低廉、安装方便而受到了人们的广泛重视,但人们期望其零偏稳定性能够进一步提高。多尺度多传感器融合算法是对陀螺仪输出的信号首先进行Kalman滤波;然后将多个陀螺的输出数据进行小波变换,在对应的尺度上将陀螺仪输出数据的小波变换系数进行数据融合,得到组合陀螺仪的各个尺度的小波变换系数;然后通过逆小波变换得到组合陀螺仪的输出信号。实验结果表明：经过将3个陀螺仪测量结果进行多尺度数据融合后的零偏稳定性比单个陀螺仪提高了一个量级,有效提高了微机电陀螺仪的精度。     

环形激光陀螺数字抖动偏频技术研究

激光陀螺一般在外部采用模拟调幅方式进行抖动加噪,通过变压器实现功率驱动.变压器体积大,驱动电路复杂,文中设计了一种基于FPGA的脉宽调制(PWM)抖动偏频系统,能够在激光陀螺内部实现抖动驱动和随机噪声注入,解决了激光陀螺数字化必须解决的关键技术.仿真和实验证明该方案能够满足激光陀螺抖动偏频系统的要求.