[发明专利]微机械陀螺带宽与标度因子的测量方法及系统

权利要求书

1.一种微机械陀螺带宽与标度因子的测量方法，所述微机械陀螺包括检测轴向结构，其中，该检测轴向结构包括加力结构、振动质量块和振动拾取结构；其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，通过所述加力结构将虚拟科里奥利力施加在所述振动质量块上，获取位移变化量；所述虚拟科里奥利力为电压信号与转化系数的乘积；所述电压信号为作为虚拟角速率与虚拟驱动模态振动速度信号的乘积，所述转换系数为该电压信号施加至所述加力结构时，将电压转换为力所对应的比例系数；

步骤2，将所述位移变化量通过所述振动拾取结构转变为电容变化量；然后，由前置读出电路将该电容变化量转换为电压变化量，所述电压变化量表征所述振动质量块的振动信息；

步骤3，用解调参考信号对所述电压变化量进行解调，并将解调后的电压变化量进行低通滤波，获得陀螺对该虚拟角速率的频率响应；

步骤4，改变虚拟角速率的频率，对陀螺进行扫频操作，得到陀螺对一系列不同频率虚拟角速率的频率响应；

步骤5，对所述虚拟角速率的频率响应进行增益调节，获取陀螺对真实角速率的响应，从而测量出陀螺的标度因子和带宽。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述虚拟角速率由网络分析仪产生，幅值恒定。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤1中，虚拟驱动模态振动速度由信号发生器产生，其频率与微机械陀螺驱动模态的固有谐振频率相等。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤3中的解调参考信号由虚拟驱动模态振动速度信号通过移相得到。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤5中的增益调节由所述虚拟驱动模态振动速度信号的幅值大小、所述转换系数、所述振动质量块的质量和驱动模态振动速度大小确定。

6.一种微机械陀螺带宽与标度因子的测量系统，微机械陀螺包括检测轴向结构，该检测轴向结构包括依次连接的加力结构、振动质量块和振动拾取结构，其特征在于，

所述测量系统包括虚拟科里奥利力产生装置、前置读出电路、解调模块和低通滤波器；其中所述虚拟科里奥利力产生装置与所述加力结构相连接，所述振动拾取结构、所述前置读出电路、所述解调模块和所述低通滤波器顺序连接。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述虚拟科里奥利力产生装置包括：

网络分析仪、信号发生器和乘法器，所述网络分析仪的输出和所述信号发生器的输出均与所述乘法器的输入相连接；并且，所述乘法器的输出与所述加力机构相连接；

所述网络分析仪产生恒定幅值的扫频信号作为虚拟角速率，通过所述乘法器与由所述信号发生器所产生的虚拟驱动模态振动速度信号相乘得到电压信号，该电压信号通过加力结构产生虚拟科氏力作用在所述振动质量块上，其位移变化通过所述拾取结构变为电容变化，通过所述前置读出电路将电容变化量转换为电压变化量，再通过解调参考信号和所述低通滤波器提取陀螺的输出并送回网络分析仪，得到陀螺对虚拟角速率的频率响应。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述解调模块为包括移相器，用于对所述虚拟驱动模态振动速度信号进行移相，产生解调参考信号。