翁志豪

摘要：雙質(zhì)量硅微機(jī)械陀螺裝置是根據(jù)計(jì)算機(jī)電控系統(tǒng)技術(shù)的主要原理內(nèi)容進(jìn)行梳理的，并聯(lián)合新型結(jié)構(gòu)的調(diào)整措施實(shí)現(xiàn)整體小體積、輕質(zhì)量、低耗能和荷載水準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)，使其能夠全面抵受惡劣環(huán)境的摧殘，并深度開(kāi)拓適應(yīng)汽車(chē)牽引系統(tǒng)的支持潛力，促進(jìn)行駛過(guò)程中的穩(wěn)定校準(zhǔn)功效，保證攝像機(jī)搭建校正下的創(chuàng)新領(lǐng)域的完善。但實(shí)際的硅微機(jī)械振動(dòng)式陀螺使用環(huán)節(jié)中受到一定耦合信號(hào)和溫度效應(yīng)的影響，不利于其整體工作質(zhì)量的開(kāi)發(fā)能力得到展現(xiàn)。因此，需要利用科學(xué)技術(shù)進(jìn)行細(xì)致分析，爭(zhēng)取全面改善該機(jī)械陀螺的性能，保證內(nèi)部溫度誤差問(wèn)題可以得到有效解決，促進(jìn)機(jī)械電控事業(yè)的綜合發(fā)展。

關(guān)鍵詞：雙質(zhì)量硅微機(jī)械陀螺；電耦合信號(hào)；溫度效應(yīng)；特性?xún)?nèi)容；現(xiàn)狀分析

前言：利用硅微機(jī)械陀螺的實(shí)際構(gòu)造結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行融合分析，并開(kāi)放靜電驅(qū)動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)力中心的檢測(cè)，保證在此基礎(chǔ)上的固有運(yùn)作頻率能夠滿(mǎn)足實(shí)際設(shè)備驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定效果，配合機(jī)械現(xiàn)實(shí)靈敏感應(yīng)能力進(jìn)行電耦合誤差基礎(chǔ)資料的整理。在誤差影響因素相對(duì)齊全的前提下，利用驅(qū)動(dòng)頻率調(diào)制整改技術(shù)進(jìn)行電耦合信號(hào)消除方案的整理，并聯(lián)合適當(dāng)?shù)碾娐吩碇R(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。

1.我國(guó)硅微機(jī)械陀螺儀研究技術(shù)的現(xiàn)狀

根據(jù)國(guó)內(nèi)各大知名院校的總體努力，對(duì)MEMS的基礎(chǔ)技術(shù)原理和應(yīng)用改革做了必要的調(diào)整，盡管一切操作支持活動(dòng)還只是停留在實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)試用狀態(tài)，但實(shí)際的陀螺儀溫度穩(wěn)定維持能度基本可以控制在每小時(shí)30度左右。針對(duì)現(xiàn)下需要解決的實(shí)際問(wèn)題就是全面拆解密閉腔內(nèi)的電耦合誤差布局，爭(zhēng)取對(duì)溫度誤差分布規(guī)律做到足夠詳細(xì)的處理，避免技術(shù)工藝的重復(fù)性覆蓋，全面支撐電路的可靠運(yùn)行以及周?chē)鷾囟拳h(huán)境的適應(yīng)能力。

1.1.電耦合誤差現(xiàn)狀的分析

硅微機(jī)械在振動(dòng)式陀螺儀結(jié)構(gòu)上做了一系列的調(diào)整，并且適當(dāng)引用電路布局電容的實(shí)際狀況資料，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置位移條件下的具體敏感輸出信號(hào)的格式把握。主要包括驅(qū)動(dòng)位移狀況和輸入角終端的敏感信號(hào)的電耦合隱患問(wèn)題，在整體陀螺儀裝置的信號(hào)輸出環(huán)節(jié)中進(jìn)行解析，其中可以作為利用的信號(hào)在輸入角速度的呼應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)并不是相當(dāng)明確。在實(shí)際的電路運(yùn)行結(jié)構(gòu)中，這部分產(chǎn)生的信號(hào)十分微弱，極易成為電耦合噪聲環(huán)境背后的覆蓋犧牲者，并且長(zhǎng)期得不到全面挖掘[1]。

1.2.溫度誤差問(wèn)題的補(bǔ)充

在整體測(cè)控電路內(nèi)部建立微弱信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)備，因?yàn)闇囟日`差因素會(huì)使陀螺儀的實(shí)際零位發(fā)生具體位置的偏移現(xiàn)象，內(nèi)部品質(zhì)因數(shù)也同時(shí)產(chǎn)生一定格局的變化，加上干擾敏感因素的混亂性輸出，造成機(jī)械陀螺儀信號(hào)輸出性能受到強(qiáng)大不良因素的制約抗拒。為了盡量維持硅微機(jī)械振動(dòng)式陀螺儀的溫度環(huán)境適應(yīng)效果，爭(zhēng)取其穩(wěn)定工作條件的效能，就必須充分掌握陀螺儀運(yùn)行狀態(tài)下的溫度誤差隱患分布規(guī)律，主動(dòng)從單個(gè)細(xì)致環(huán)節(jié)中探尋溫度誤差的控制改善技術(shù)。在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度規(guī)范環(huán)境控制下，陀螺儀的溫度問(wèn)題愈演愈烈，為了校正補(bǔ)償和控制兩個(gè)范圍的工序，需要利用一定規(guī)模的平臺(tái)多級(jí)溫控措施進(jìn)行分區(qū)、分段策略的補(bǔ)充[2]?，F(xiàn)在我國(guó)常用的調(diào)整方法主要是利用傳統(tǒng)的PID數(shù)字技術(shù)控制手段進(jìn)行模糊因素優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)實(shí)際的陀螺儀裝置的溫度在60攝氏度之間零上范圍。

2.頻率調(diào)制驅(qū)動(dòng)技術(shù)和溫度因素相結(jié)合的策略?xún)?nèi)容整理

2.1.電耦合誤差的改善手段

為了獲得優(yōu)質(zhì)的頻率響應(yīng)效果，在實(shí)際進(jìn)行硅微型陀螺儀裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以利用驅(qū)動(dòng)支持引導(dǎo)信號(hào)與陀螺儀之間存在的固有頻率值進(jìn)行相近處理調(diào)整，與檢測(cè)模態(tài)的固有頻率相接近。溫度條件下的固有頻率分布改進(jìn)狀況如下表所示：

表1 溫度條件下的機(jī)械陀螺固有頻率分布狀況記錄表

模態(tài)編號(hào)序列 頻率值f/kHz

1 1.4789

2 4.5613

3 4.7264

4 4.7219

5 7.6418

6 7.6452

2.2.基于溫度傳感器的實(shí)際溫度效應(yīng)補(bǔ)償

溫度控制技術(shù)的方案內(nèi)容主要是利用半導(dǎo)體制冷片的恒溫控制效果進(jìn)行陀螺儀裝置和測(cè)控電路和單元結(jié)構(gòu)封裝隔熱效能搭配，爭(zhēng)取挽留密閉空間環(huán)境的適應(yīng)成果。但是，高溫長(zhǎng)期作用會(huì)給機(jī)械熱噪聲和部件熱噪聲帶來(lái)放縱性延展，造成元器件的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)期作用下去將直接導(dǎo)致工作性能質(zhì)量的下降。而利用適當(dāng)溫度調(diào)整技術(shù)的傳感器補(bǔ)償裝置，在適量分擔(dān)電路結(jié)構(gòu)功耗和小型化整改的前提下，避免對(duì)元器件性能的損耗，因此實(shí)際應(yīng)用前景比較廣闊。集成性的溫度傳感裝置在均衡數(shù)字、模擬應(yīng)用方案的利弊狀況前提下，配合機(jī)械振動(dòng)陀螺儀的實(shí)際應(yīng)用拓展環(huán)境和信號(hào)施展的線性效果進(jìn)行結(jié)構(gòu)體積的準(zhǔn)確校正，并深度闡述陀螺儀結(jié)構(gòu)和測(cè)控電路的延伸效能，滿(mǎn)足模擬溫度傳感控制結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)性能補(bǔ)充和調(diào)整需要。模擬溫度技術(shù)的傳感裝置實(shí)際精度落實(shí)效果較好，同時(shí)結(jié)構(gòu)體積不大，加上一系列線性維度和無(wú)外圍電路附加優(yōu)勢(shì)的積累，對(duì)于小型規(guī)模的機(jī)械系統(tǒng)測(cè)量起到必要的支持潛力，構(gòu)成精準(zhǔn)效果優(yōu)質(zhì)的自動(dòng)型控制系統(tǒng)[3]。尤其是在反饋終端，產(chǎn)出的信號(hào)格式能夠自動(dòng)控制選頻，利用實(shí)際驅(qū)動(dòng)模態(tài)和敏感效應(yīng)監(jiān)測(cè)工序的聯(lián)合效應(yīng)，使得諧振頻率終于能夠擺脫溫度隱患問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)：

經(jīng)過(guò)后期的技術(shù)改正，我國(guó)硅微機(jī)械陀螺結(jié)構(gòu)的良性運(yùn)轉(zhuǎn)得到改善，同時(shí)克服不同信號(hào)模式和位置的不定溫度因素的隱患效應(yīng)，爭(zhēng)取整體機(jī)械合理穩(wěn)定運(yùn)行的維持條件，促進(jìn)計(jì)算機(jī)智能分析技術(shù)的不斷進(jìn)步，維持我國(guó)后期先進(jìn)性能機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)工作質(zhì)量的不斷提升潛力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王壽榮.Z軸硅微機(jī)械陀螺儀溫度特性研究[J].電子器件，2008，12（06）.

[2]朱欣華.MEMS陀螺儀器件級(jí)真空封裝技術(shù)[J].光學(xué)精密工程，2009，17（08）.

[3]楊波.硅微機(jī)械陀螺表頭溫度特性研究與測(cè)試[J].測(cè)控技術(shù)，2009，14（09）.