雙質量硅微機械陀螺的固有頻率溫度及特性研究

翁志豪

摘要：雙質量硅微機械陀螺裝置是根據計算機電控系統技術的主要原理內容進行梳理的，并聯合新型結構的調整措施實現整體小體積、輕質量、低耗能和荷載水準的開發，使其能夠全面抵受惡劣環境的摧殘，并深度開拓適應汽車牽引系統的支持潛力，促進行駛過程中的穩定校準功效，保證攝像機搭建校正下的創新領域的完善。但實際的硅微機械振動式陀螺使用環節中受到一定耦合信號和溫度效應的影響，不利于其整體工作質量的開發能力得到展現。因此，需要利用科學技術進行細致分析，爭取全面改善該機械陀螺的性能，保證內部溫度誤差問題可以得到有效解決，促進機械電控事業的綜合發展。

關鍵詞：雙質量硅微機械陀螺；電耦合信號；溫度效應；特性內容；現狀分析

前言：利用硅微機械陀螺的實際構造結構和工作原理進行融合分析，并開放靜電驅動設備實現系統動力中心的檢測，保證在此基礎上的固有運作頻率能夠滿足實際設備驅動的穩定效果，配合機械現實靈敏感應能力進行電耦合誤差基礎資料的整理。在誤差影響因素相對齊全的前提下，利用驅動頻率調制整改技術進行電耦合信號消除方案的整理，并聯合適當的電路原理知識進行驗證。

1.我國硅微機械陀螺儀研究技術的現狀

根據國內各大知名院校的總體努力，對MEMS的基礎技術原理和應用改革做了必要的調整，盡管一切操作支持活動還只是停留在實驗室樣機試用狀態，但實際的陀螺儀溫度穩定維持能度基本可以控制在每小時30度左右。針對現下需要解決的實際問題就是全面拆解密閉腔內的電耦合誤差布局，爭取對溫度誤差分布規律做到足夠詳細的處理，避免技術工藝的重復性覆蓋，全面支撐電路的可靠運行以及周圍溫度環境的適應能力。

1.1.電耦合誤差現狀的分析

硅微機械在振動式陀螺儀結構上做了一系列的調整，并且適當引用電路布局電容的實際狀況資料，實現驅動裝置位移條件下的具體敏感輸出信號的格式把握。主要包括驅動位移狀況和輸入角終端的敏感信號的電耦合隱患問題，在整體陀螺儀裝置的信號輸出環節中進行解析，其中可以作為利用的信號在輸入角速度的呼應標準并不是相當明確。在實際的電路運行結構中，這部分產生的信號十分微弱，極易成為電耦合噪聲環境背后的覆蓋犧牲者，并且長期得不到全面挖掘[1]。

1.2.溫度誤差問題的補充

在整體測控電路內部建立微弱信號檢測電路設備，因為溫度誤差因素會使陀螺儀的實際零位發生具體位置的偏移現象，內部品質因數也同時產生一定格局的變化，加上干擾敏感因素的混亂性輸出，造成機械陀螺儀信號輸出性能受到強大不良因素的制約抗拒。為了盡量維持硅微機械振動式陀螺儀的溫度環境適應效果，爭取其穩定工作條件的效能，就必須充分掌握陀螺儀運行狀態下的溫度誤差隱患分布規律，主動從單個細致環節中探尋溫度誤差的控制改善技術。在慣性導航系統的精度規范環境控制下，陀螺儀的溫度問題愈演愈烈，為了校正補償和控制兩個范圍的工序，需要利用一定規模的平臺多級溫控措施進行分區、分段策略的補充[2]。現在我國常用的調整方法主要是利用傳統的PID數字技術控制手段進行模糊因素優化處理，實現現在國內實際的陀螺儀裝置的溫度在60攝氏度之間零上范圍。

2.頻率調制驅動技術和溫度因素相結合的策略內容整理

2.1.電耦合誤差的改善手段

為了獲得優質的頻率響應效果，在實際進行硅微型陀螺儀裝置的設計過程中，可以利用驅動支持引導信號與陀螺儀之間存在的固有頻率值進行相近處理調整，與檢測模態的固有頻率相接近。溫度條件下的固有頻率分布改進狀況如下表所示：

表1 溫度條件下的機械陀螺固有頻率分布狀況記錄表

模態編號序列 頻率值f/kHz

1 1.4789

2 4.5613

3 4.7264

4 4.7219

5 7.6418

6 7.6452

2.2.基于溫度傳感器的實際溫度效應補償

溫度控制技術的方案內容主要是利用半導體制冷片的恒溫控制效果進行陀螺儀裝置和測控電路和單元結構封裝隔熱效能搭配，爭取挽留密閉空間環境的適應成果。但是，高溫長期作用會給機械熱噪聲和部件熱噪聲帶來放縱性延展，造成元器件的負荷運轉，長期作用下去將直接導致工作性能質量的下降。而利用適當溫度調整技術的傳感器補償裝置，在適量分擔電路結構功耗和小型化整改的前提下，避免對元器件性能的損耗，因此實際應用前景比較廣闊。集成性的溫度傳感裝置在均衡數字、模擬應用方案的利弊狀況前提下，配合機械振動陀螺儀的實際應用拓展環境和信號施展的線性效果進行結構體積的準確校正，并深度闡述陀螺儀結構和測控電路的延伸效能，滿足模擬溫度傳感控制結構的實時性能補充和調整需要。模擬溫度技術的傳感裝置實際精度落實效果較好，同時結構體積不大，加上一系列線性維度和無外圍電路附加優勢的積累，對于小型規模的機械系統測量起到必要的支持潛力，構成精準效果優質的自動型控制系統[3]。尤其是在反饋終端，產出的信號格式能夠自動控制選頻，利用實際驅動模態和敏感效應監測工序的聯合效應，使得諧振頻率終于能夠擺脫溫度隱患問題。

結語：

經過后期的技術改正，我國硅微機械陀螺結構的良性運轉得到改善，同時克服不同信號模式和位置的不定溫度因素的隱患效應，爭取整體機械合理穩定運行的維持條件，促進計算機智能分析技術的不斷進步，維持我國后期先進性能機械運轉工作質量的不斷提升潛力。

參考文獻：

[1]王壽榮.Z軸硅微機械陀螺儀溫度特性研究[J].電子器件，2008，12（06）.

[2]朱欣華.MEMS陀螺儀器件級真空封裝技術[J].光學精密工程，2009，17（08）.

[3]楊波.硅微機械陀螺表頭溫度特性研究與測試[J].測控技術，2009，14（09）.