微机械振动环陀螺.pdf

第 17 卷 　第 6 期 　 光学 精密工程 Vol . 17 　No . 6 　　 　　　　　　 2009 年 6 月 　 　 　Op tics and Preci sion Engineering 　　　 　　　 　　 J un . 2009 ( ) 文章编号 　1004924X 2009 微机械振动环陀螺 陈　李 ,陈德勇 ,王军波 ( 中国科学院 电子学研究所 传感技术国家重点实验室 ,北京 100 190) 摘要 :为了减小振动环驱动模态和检测模态的频率差从而提高陀螺性能 ,提出了一种采用电磁驱动 、电磁检测的全对称 振动环陀螺结构 。采用 M EM S 体硅工艺完成该微机械振动环陀螺的加工 ,其结构在保持镜像对称的同时 ,还保持了中 心对称 ,因此整个结构高度对称 ,有利于减小模态频率差 。为有效跟踪陀螺驱动模态的谐振频率并稳定驱动模态的幅 ( ) 值 ,设计了闭环驱动控制电路 。该电路由低噪声前置放大器 、相位调整环节以及 自动增益放大器 V GA 组成 。测试结 果表明 ,该陀螺两个模态频率差为 0 . 27 Hz ,实现了频率较好的匹配 。在 ±200 °/ s ,测得陀螺灵敏度为 8. 9 mV/ (°/ s) ,分 辨力为 0 . 05 °/ s ,非线性度为 0 . 23 % 。 关 　键 　词 :微机械陀螺 ; 振动环陀螺 ; 闭环控制 中图分类号 :U 666 . 12 　　文献标识码 :A Micromachined vibrating ring gyroscope C H EN Li , C H EN Deyon g , WAN G J unbo ( S t ate Key L aboratory of T rans d uce r Tech nol og y , I ns t i t ute of E lect ronics , ) Chi nes e A ca demy of S ciences , B eij i ng 100 190 , Chi n a Abstract : To reduce t he f requency sp lit of t he drive mo de and t he sen se mo de of a vibrating ring gyro scop e to imp rove t he p erfor mance of t he gyro scop e , a novel symmet rical st r uct ure wit h elect ro magnet ic drivin g and det ection i s p ropo sed in t hi s p ap er . The Micromachined Vibrating Ring Gyro scop e ( MV R G) i s f abricat ed in cent rosymmet ric and mir rorsymmet ric micro st r uct ure