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高性能对称解耦结构的线振动陀螺.pdf
第 17 卷第 5 期 中国惯性技术学报 Vol.17 No.5 2009 年 10 月 Journal of Chinese Inertial Technology Oct. 2009 文章编号:1005-6734(2009)05-0577-05 高性能对称解耦结构的线振动陀螺 何 胜 ,王 巍 (北京时代光电有限公司,北京 100854 ) 摘要:为了最大限度克服微机电陀螺的两个模态的相互耦合作用,提高微机电陀螺的综合性能指标,采用国内 现有 MEMS 标准工艺方法,设计和制作了一种高性能单晶硅对称解耦结构的线振动陀螺。采用对称结构形式和 保证陀螺驱动和检测模态振型都是弯曲振动模式,易于模态匹配;由于采用驱动模态和检测模态结构解耦方式, 从微结构设计上大大降低了正交耦合误差影响,使陀螺具有输出零位小、零偏稳定性好的优点。测试结果表明: 初次加工的样机,在大气中驱动和检测模态固有频率分别在 2430 Hz 和 2580 Hz 左右,在 150 Hz 带宽内具有 0.1~0.5 ° ° ( )/s 的分辨率;随着加工精度的提高和检测电路的改进,该陀螺在大气中15 Hz带宽内实现 0.008( )/s 的分辨率,在真空状态下,这种高性能单晶硅对称解耦结构的线振动陀螺性能会有进一步的提高。 关 键 词:标准工艺;对称结构;解耦线振动陀螺;模态频率匹配 中图分类号:U666.1 文献标志码:A High performance single-crystal silicon symmetrical and decoupled vibrating gyroscope HE Sheng, WANG Wei (Beijing Aerospace Times Optical-electronic Technology Co.,Ltd, Beijing 100854, China) Abstract: In order to decrease the orthogonal coupling error between the drive and sense vibration modes and improve the performance of the MEMS Gyro, according to the existing MEMS standard process in China, a single-crystal silicon symmetrical and decoupled (SYMDEC) gyroscope is designed and fabricated. The symmetric structure ensures the drive and sense vibration modes to be bending vibration mode and easily matched between them. Since the drive and sense modes adopt the decoupled structure, the orthogonal coupling error is significantly decreased from the design, and hence th
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