静电悬浮转子微陀螺微位移信号检测系统的设计

摘要

为实现对悬浮转子微陀螺转子五自由度的测量,提出了一种频分复用的微位移检测原理,主要介绍了多频率信号发生器,前置放大器,锁橱放大器组成的测试系统,设计了一种基于DDS技术的多频率信号发生器和基于锁相放大原理的解调电路.实验和分析结果表明,该电路能实现多自由度微位移检测,设计的多频率信号发生器的频率分辨率能达到0.005821Hz,相位分辨率可以达到0.006rad,检测轴向灵敏度为1.34V/μm,检测径向灵敏度为0.092V/μm,测量电路的轴向位移分辨率为0.45nm,径向位移分辨率为6.6nm,转角的分辨率为0.25μrad,位移检测电路的分辨率,灵敏度和测量范围能够满足静电悬浮转子微陀螺的控制需要.