一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化检测方法

摘要

本发明涉及一种石英微机械陀螺的敏感器件温度信息的数字化检测方法，属于惯性传感器器件及信号处理领域。本方法通过构建由石英音叉、模拟电路、ADC、DAC和数字信号处理单元组成的闭环驱动模块，采用数字信号处理方法产生谐振频率附近的正弦信号，并驱动石英音叉工作，然后反馈补偿使音叉工作在稳幅状态，检测驱动信号通过音叉的电流电压变换后的电压量，利用电压量的幅度变化因子g反应温度信息。本发明能显著提高石英音叉陀螺温度补偿的精度和灵活性；对于不同性质的音叉，硬件无须变化，只需要在算法中给出不同的标定系数；如用户不需要提供温度，在数字信号处理单元内部可以直接应用幅度变化因子g做温度补偿，不需增加额外器件。

主权项

一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化检测方法，其特征在于：其具体实现步骤为：步骤一、在初始工作温度T0下，生成频率为石英音叉谐振频率的正弦信号，并加载到石英音叉驱动叉指，驱动石英音叉谐振；步骤二、经过石英音叉后的正弦信号为同频的正弦电压信号，经过数模转换成为数字信号；步骤三、对步骤二产生的数字信号进行实时幅度检测，获取电流‑电压变换后的电压幅值，通过幅度检测方法，得到幅度变化因子g并输出；步骤四、对步骤三得到的幅度变化因子g进行数字信号处理，改变幅度变化因子g，然后反馈加载到石英音叉上，对谐振产生的电压幅值进行补偿，使步骤三检测到的正弦驱动信号稳定在预定值；步骤五、改变工作温度，重新进行步骤二至步骤四，得到新的幅度变化因子g；步骤六、在石英音叉工作于谐振频率，且稳幅驱动的情况下，石英音叉的输出经电流‑电压变化后，通过步骤五在不同温度下获得的不同幅度变化因子g来标定音叉本身的温度；上述方法的实施电路包括电流电压变换单元、ADC单元、数字处理单元、DAC单元；其中，数字处理单元包括正弦波发生器、频率控制、自动增益控制、相位检测、幅度检测、自适应控制单元和温度标定单元；上述部分的连接关系为：电流电压变换单元的输出经ADC单元输入到数字处理单元，数字处理单元的输出经DAC单元后，驱动石英音叉；频率控制和自动增益控制的输出连接正弦波发生器，自适应控制单元的输出分别连接频率控制和自动增益控制，相位检测和幅度检测的输出分别输入自适应控制单元，正弦波发生器连接DAC单元和温度标定单元，ADC单元的输出分别作为幅度检测和相位检测的输入。