基于MEMS声传感器的圆柱壳体振动陀螺振型检测技术.pdf

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1、第27卷第10期传感技术学报Vo1．27No．102014年10月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS0ct．2014VibrationTypeTestingofCylinderShellVibratingGyroscopeBasedonMEMSVoiceSensorWANGJianqiu，UYulie，ZHANGYongmeng(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，NationalUniversityofDefens

2、eTechenology，Changsha410073，China)Abstract：Theuntouchedvibrationtypetestingofvibratinggyroscopeisusuallybasedontheusingoflaservibrome．ter，butthismethodhassomeproblemssuchashighcost，complexoperate，lowtestingrateetc．AtestingmethodputforwardbasedonMEMSvoice

3、sensorwhichisinmicrosizewithhighdirectivityinvoicesensing，andatestingsys．temofvibrationtypeisalsobuilt．Bycomparisonwiththeresulttestedbylaservibrometer，itisprovedthatthetes．tingsystembuiltwithMEMSvoicesensorhashighprecisioninvibrationtypetestingwiththead

4、vantagesoflowcostandeasyoperation．Itcanbeusedinvibrationfasttestingandcanprovideresultswithhighprecisionwhichcanof-ferimportantbaseforresonatorpatchingandgyroscopecontro1．Keywords：resonatorofshellvibratinggyroscope；vibrationtypetest；MEMSvoicesensor；fastt

5、estingwithhighpresisionEEACC：7120：7210doi：lO．3969／j．issn．1004—1699．2014．10．001基于MEMS声传感器的圆柱壳体振动陀螺振型检测技术术王剑秋，吴宇列，张勇猛(罔防科学技术大学机电工程与自动化学院，长沙410073)摘要：振动陀螺谐振子振型一般采用激光进行非接触式测量，这种方法存在设备成本高、操作复杂、效率低等问题，因此，提出了一种基于MEMS声传感器的厕柱壳体振动陀螺谐振子振型测试方法。该方法利用体积小，指向性高的MEMS声传感器

6、对谐振子振动声场进行高分辨率测量，获得精确的谐振子振动分布情况，建立了谐振子声波测试实验系统，进行了测试实验，并与激光测振仪的测量结果进行比对。实验结果表明，该测试系统具有较高的振型测量精度。这种测试方法成本低，操作简便，测量精度高，可以实现谐振子振型的高精度快速测量，为后续的谐振子修形及陀螺控制提供重要基础。关键词：圆柱壳体振动陀螺谐振子；振型测试；MEMS声传感器；高精度快速测量中图分类号：0329；TP206文献标识码：A文章编号：1O04—1699(2014)10—13o5一o5圆柱壳体振动陀螺

7、是一种无转子机械振动陀础。振型的偏移，波腹波节之间的角度误差等都螺，以其能耗小、成本低、可靠性高、寿命长等优点，会对陀螺仪的输出产生较大的影响，是引起杯形陀在近几年成为了一种十分重要的惯性器件¨J，其螺漂移的主要因素之一[8-101。为了能够获得更高精中杯形波动陀螺更是以其便于加工的优势成为研究度的陀螺，需要对谐振子的振型进行测量，为谐振子的重要领域。修形及陀螺控制提供数据支持。现有的非接触式测目前，Watson公司及Innalabs公司在圆柱壳体量手段是采用激光测振仪进行谐振子振型的测振动陀螺的研究和

8、制造方面处于领先地位。但量¨卜J，实现了谐振子振型的高精度测量，但激光杯形陀螺在零偏稳定性、温度稳定性等方面仍存在测振仪器成本高昂、操作复杂且激光器无法长时间提升空间J。谐振子是杯形波动陀螺最为重要的运行，会大幅提高谐振子的加工时间和成本。器件，其性能直接影响到整个陀螺仪的工作性能。为了解决谐振子测量的问题，本文提出了一种杯形波动陀螺的谐振子在工作过程中保持一种基于MEMS声传感器的谐振子测量方法。该方法四波腹驻波的振动形式，该振动是陀螺工