利用负刚度效应调谐的硅调谐式陀螺仪

摘要

为了验证硅调谐式陀螺仪原理的可行性,研究了硅调谐式陀螺仪的调谐机理,硅转子运动模态和加工工艺以及信号检测与再平衡控制回路.提出了一种利用力矩器的负刚度效应来实现硅调谐式陀螺仪调谐的新方法,推导了静电负刚度调谐的理论公式;设计、仿真、加工了硅薄片式转子平衡环部件和电容器极板,给出了电容信号敏感接口电路、升压放大电路、反馈校正电路和再平衡控制回路.在此基础上,实现了硅调谐式陀螺仪原理样机.试验结果证实,利用负刚度效应调谐是可行的,接口电路和再平衡控制回路设计是合理的.初步性能测试表明,硅调谐式陀螺仪可实现标度因数为1.42 mV/((°)/s),标度因数非线性为2.47%,量程为±200 (°)/s.试验结果验证了该陀螺仪基本原理的可行性.