硅微陀螺仪的误差分析.docxVIP

Study on the Eff ects of Machin ing Error on the Z2Axis Sil icon MicrogyroscopeS H I Q i n 3 , Q I U A n2p i n g , S U Y a n , Z H U X i n2h u a( S c hool o f M ech anical En g i nee ri n g , N an j i n g U ni ve rsi t y o f S ci ence T ec hnol o g y , N an j i n g 210094 , Chi na)Abstract : The er ro r si gnal s of z2a xi s silico n micro gyro scop e s a re a nal yze d w hic h a re i nduce d wit h t he machi2ni ng er ro r . Fo r t he mac hi ni ng e r ro r , t he st r uct ure of micro gyro scop e i s a symmet rical , such a s mi smat ched su sp e n sio n s a nd unequal gap s a mo ng co mb s. The i mp erf ectio n micro gyro scop e re sult s i n t he a ni soela stici2 t y , a symmet rical da mpi ng a nd unbala nced fo rce . Ba sed o n t he dyna mic equatio n s , t he a ni soela sticit y a nd unbala nced da mpi ng a re a nal yze d. A nd wit h t he ba si s of t he st atic t heo r y , t he er ro r si gnal s i nduced wit h unbala nced fo rce a re p ut fo r wa r d. The re sult s of a nal ysi s sho w t he e r ro r si gnal s i ncl ude t he qua drat ure er2 ro r a nd t he er ro r si gnal s i n p ha se wit h t he u sef ul si gnal . A t la st , o ne met ho d to decrea se t he qua drat ure er2 ro r i s i nt ro duce d a nd t he re sult s of si mulatio n a re p re se nt .Key words :silico n micro gyro scop e s ; mac hi ni ng e r ro r ; a ni soela sticit y ; qua drat ure e r ro rEEACC :7630硅微陀螺仪的误差分析芹 3施, 裘安萍 ,苏岩 , 朱欣华(南京理工大学机械工程学院 ,南京 210094)摘 要 :以 z 轴硅微陀螺仪为研究对象 ,对加工误差产生的误差信号进行了分析. 由于加工误差 ,使得陀螺仪结构不对称 ,主要表现为支承梁不对称 、梳齿间距不等 ,产生了不等弹性 、阻尼不对称以及力不平衡这三种现象. 以动力学方程为基础 ,分析 了不等弹性和阻尼不对称产生的误差信号 ;以静电理论为基础 ,分析了驱动梳齿和敏感梳齿间距不等时产生的误差信号. 分 析结果表明 ,这些误差信号包含了正交耦合误差和与有用信号同相位的误差信号. 最后 ,介绍了一种减小正交误差的方法 ,并 进行了仿真.关键词 :硅微陀螺仪 ;加工误差 ;不等弹性 ;正交误差中图分类号 :V241 . 5文献标识码 :A文章编号 :100421699( 2006) 0522182204硅微陀螺仪具有成本低、体积小 、易于集成化等特点 ,在汽车和军事等领域有着广泛的应用前景 ,是 当前惯性技术的一个研究热点. 目前 ,硅微陀螺仪偏 低的精度制约了其应用范围 ,提高硅微陀螺仪精度 则成为硅微机械陀螺仪研究的重点和难点 ,而提高 精度应从限制陀螺仪精度的误差入手.硅微陀螺仪是基于硅微机械加工技术而研制成 的新型陀螺仪 ,它是一次成型 ,不可以对其尺寸进行 修正 ,从而相对误差