1 中国电子科技集团第二十六研究所，重庆 400060
2 重庆市固态惯性技术企业工程技术研究中心，重庆 401332
3 重庆市固态惯性技术工程实验室，重庆 401332
4 重庆电子工程职业学院 智慧健康学院，重庆 401331
为了满足集成式陀螺芯片对高精度质量块的要求，该文采用电子束镀膜(EBPVD)工艺代替传统的电镀工艺，在石英微机械陀螺芯片音叉端部制作了厚约2 μm的质量块，并对质量块厚度均匀性、对准精度一致性及膜层附着力进行了研究。首先，通过调整镀膜高度和角度以满足厚度精度要求；其次，为了保证对准精度，设计了掩膜夹具和位置调整夹具；最后，通过实验确定了最佳镀膜参数。此外，对制作的质量块进行了激光修调实验，经过修调后，陀螺机械耦合误差信号的幅值从初始的301.0 mV降至17.6 mV。
陀螺芯片 机械耦合误差 电子束镀膜 激光修调 gyroscope chip mechanical coupling error electron beam physical vapor deposition (EBPVD) laser trimming
南京理工大学 MEMS惯性技术研究中心, 江苏 南京 210094
为了进一步提高硅微陀螺仪的零偏稳定性, 使其满足更高精度应用场合的需求, 研究了硅微陀螺仪零偏稳定性优化技术。以典型Z轴硅微陀螺仪为例, 对影响其零偏稳定性的主要因素: 机械耦合误差、电路耦合误差、机械热噪声、接口电路噪声进行了完整分析, 并从抑制零偏温度漂移及输出噪声两个角度提出了改善硅微陀螺仪零偏稳定性的设计原则。基于上述原则, 优化设计了硅微陀螺仪的机械结构及接口电路。最后对所设计的硅微陀螺仪进行了零偏稳定性测试, 以验证所提出优化设计原则的有效性。实验结果表明, 4个测试组的硅微陀螺仪零偏输出均无明显漂移, 且零偏稳定性在6 (°)/h左右, 达到了中等战术级水平。
硅微陀螺仪 零偏稳定性 机械耦合误差 前置接口放大器 silicon microgyroscope bias stability mechanical coupling error interface preamplifier
南京理工大学,机械工程学院,江苏,南京,210094
研究了硅微陀螺仪机械耦合误差的产生机理.以z轴硅微陀螺仪为研究对象,以动力学方程和矩阵理论为基础,分析了由于加工非理想性产生的不等弹性、阻尼不对称和质量不平衡产生误差的信号,建立了机械耦合误差信号的数学模型,并定量分析了z轴硅微陀螺仪样品的机械耦合误差信号.结果表明,机械耦合误差信号包含了正交耦合误差和与有用信号同相位的误差信号,其中正交耦合误差为主要误差信号,且主要由不等弹性产生.最后,测试了z轴硅微陀螺仪的正交耦合误差信号为342.59°/s,且与理论结果相吻合.因此,抑制和补偿正交耦合误差是减小机械耦合误差的关键技术之一.
硅微陀螺仪 机械耦合误差 正交耦合误差
