MEMS陀螺仪驱动谐振频率的温度补偿方法

作     者：刘玉县 汤丽 陈婷 何春华 LIU Yuxian;TANG Li;CHEN Ting;HE Chunhua

作者机构：广东顺德创新设计研究院广东佛山528311 北京大学微电子学研究所微纳加工国家重点实验室北京100871 

出 版 物：《传感器与微系统》 (Transducer and Microsystem Technologies)

年 卷 期：2019年第38卷第5期

页      面：52-54,58页

学科分类：080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61434003) 

主　　题：微机电系统(MEMS)陀螺 驱动谐振频率 零偏 实时温度补偿 

摘      要：微机电系统(MEMS)陀螺的模态谐振频率和品质因子具有较强的温度敏感性,使得MEMS陀螺的输出零偏随温度漂移。为了解决零偏随温度漂移问题,提出了一种基于MEMS微机械陀螺的驱动谐振频率做温度基准的零偏温度补偿方法。温度在-40～60℃范围内变化,经多次循环测量陀螺零偏,获得零偏与温度之间的变化关系,并在此基础上,对零偏进行建模分析。利用谐振频率与温度的线性关系,以驱动谐振频率为温度参考,对陀螺零偏进行实时温度补偿。实验结果表明:上电零偏稳定性由补偿前的143. 81°/h变为补偿后的26. 51°/h,降低了5. 42倍;温度在-40～60℃范围内变化,补偿前后的零偏稳定性分别为1368. 05°/h和62. 86°/h,降低了22倍。