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题名双端石英音叉陀螺正交误差闭环补偿方法
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作者
梁金星
陈豪
方飞浒
黄仁涛
李承锦
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机构
东南大学仪器科学与工程学院
东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室
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出处
《中国惯性技术学报》
北大核心
2025年第5期510-516,共7页
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基金
国家自然科学基金面上项目(62474039)。
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文摘
湿法刻蚀制作的石英音叉陀螺难以保证音叉结构的对称性,从而产生严重的正交误差。通过简要分析正交误差产生原理及其对陀螺仪输出性能的影响,提出了一种基于收集驱动端产生电荷量作为正交误差补偿信号的闭环补偿方法。在理论分析的基础上,搭建了正交误差补偿时域仿真模型,验证所提补偿方法对检测通路正交误差信号的抑制作用。使用实验室研制的双端音叉陀螺对所提方法进行了实验验证。仿真结果与实验结果均表明,引入补偿信号之后,检测通路中的正交误差信号得到有效抑制,同时陀螺仪零偏稳定性提升了75.2%,证明了所提方法的有效性。
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关键词
石英音叉陀螺
正交误差
闭环补偿
零偏稳定性
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Keywords
quartz tuning fork gyroscope
quadrature error
closed loop compensation
zero bias stability
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
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题名微型石英音叉品质因数研究
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作者
陶亦缕
邵东方
方飞浒
王毅
梁金星
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机构
东南大学仪器科学与工程学院
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出处
《压电与声光》
北大核心
2025年第4期757-761,共5页
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文摘
随着可穿戴设备与高密度集成电路的微型化演进,32.768 kHz石英音叉谐振器作为电子系统的“心脏”,在微型化进程中面临着品质因数急剧衰减的问题。基于Itoh热弹性阻尼理论与Hao支撑阻尼模型的尺寸依赖性关系,探究了两种微型音叉结构的品质因数与特征尺寸之间的关联机制。通过多物理场耦合仿真,揭示了两种音叉结构热弹性阻尼和支撑阻尼的变化规律。仿真结果表明,支撑阻尼对真空中品质因数的影响小于2%,几乎可以忽略不计。因此,基于对热弹性阻尼的仿真数据构建了真空中品质因数的经验性公式。采用石英微加工工艺和真空封装技术,成功制备了5种不同叉指宽度的石英音叉谐振器。结果表明,品质因数的实验测量值与经验性公式之间的平均误差小于3%,二者之间的决定系数为0.9701,证明了经验性公式的有效性,进一步验证了理论模型对于两种微型音叉结构的普适性,为微型音叉的品质因数设计提供了参考。
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关键词
微型化
石英音叉
品质因数
热弹性阻尼
支撑阻尼
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Keywords
miniaturized
quartz turning fork
quality factor
thermoelastic damping
support damping
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分类号
TN37
[电子电信—物理电子学]
TN752.2
[电子电信—电路与系统]
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题名驱动电压对石英音叉陀螺零偏稳定性影响
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作者
李澳
方飞浒
梁金星
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机构
东南大学仪器科学与工程学院
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出处
《仪表技术与传感器》
北大核心
2025年第2期1-5,共5页
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文摘
由于石英音叉陀螺自激振荡时,驱动系统的稳定性直接影响着陀螺的输出稳定,并且驱动电压也与陀螺的最终性能密切相关,因此,对驱动系统的研究有助于后续陀螺性能的提升。针对石英音叉陀螺驱动系统,简要分析了驱动系统稳定性和驱动电压幅值对陀螺输出性能的影响,设计了一种基于自动增益控制(AGC)技术的石英音叉陀螺驱动系统,在Simulink中对该驱动系统进行仿真,并分别对不同幅值的驱动电压信号和陀螺输出性能进行实验测试。实验结果表明,当驱动检测电压为1V左右时,驱动幅值标准差达到4.901μV,驱动频率稳定性为0.002 54 Hz,此时石英音叉陀螺标度因数为1.283 1 mV·s/(°),零偏稳定性为1.76 (°)/s。该驱动系统通过调控驱动电压幅值,为进一步提升石英音叉陀螺性能提供了参考。
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关键词
石英音叉陀螺
自动增益控制
驱动电压
稳定性
零偏性能
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Keywords
quartz tuning fork gyroscope
automatic gain control
drive voltage
stability
zero bias performance
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
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