本文關鍵詞：一種聯(lián)合調(diào)制反饋和溫度補償改善閉環(huán)MEMS電容式加速度計漂移的方法（英文）

  更多相關文章： 偏置漂移 閉環(huán)MEMS加速度計 調(diào)制反饋 溫度補償

【摘要】：目的:根據(jù)Allan方差定義,分析引起閉環(huán)MEMS電容式加速度計中長期漂移的因素,研究相應的消除和補償方法,實現(xiàn)降低漂移、提高閉環(huán)MEMS加速度計穩(wěn)定性的目的。創(chuàng)新點:首先設計利用載波調(diào)制反饋電壓信號的方法,避開并濾除反饋通道上的低頻噪聲,降低Allan方差的偏置不穩(wěn)定性;然后在反饋通道上加入?yún)⒖夹盘?利用該參考信號經(jīng)過模擬部分后被解調(diào)的相位來表征溫度,進行溫度補償,進一步降低Allan方差的長期漂移。方法:首先,根據(jù)Allan方差的偏置不穩(wěn)定性定義,其影響因素來自于閉環(huán)系統(tǒng)的低頻噪聲。根據(jù)文獻資料和作者之前的實驗測試情況,大部分低頻噪聲來自于反饋通道,因反饋信號是低頻電壓信號。為降低反饋通道低頻噪聲,設計載波調(diào)制反饋信號及通過高通濾波器濾除低頻噪聲的方案MFA(圖4)。經(jīng)測試,采用MFA的輸出噪聲和1小時的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于反饋信號直接反饋的方案DFA(圖10-12)。在MFA基礎上,繼續(xù)增加一個參考信號,該信號通過整個系統(tǒng)的模擬部分后被數(shù)字系統(tǒng)解調(diào),其相位信息攜帶了外界溫度變化信息,從而可利用該相位信息進行實時溫度補償(圖5、6)。對溫度補償方案進行靜態(tài)溫度范圍測試(圖16),補償后的度系數(shù)是補償前的1/46;在快速動態(tài)溫度變化下(圖17),實時補償結(jié)果是未補償?shù)?/8,顯示了較好的補償特性。溫度補償后的Allan方差長期漂移獲得明顯降低,而偏置不穩(wěn)定性略微升高(圖18、19)。總體上看,利用MFA和溫度補償,閉環(huán)MEMS電容式加速度計的整體漂移特性得到較好抑制。結(jié)論:針對閉環(huán)MEMS電容式加速度計漂移問題,提出載波調(diào)制反饋和新型溫度補償方案。兩種方案能夠在同一閉環(huán)系統(tǒng)中同時使用,分別降低了偏置不穩(wěn)定性和長期溫度漂移,1 h的Allan方差顯示,偏置不穩(wěn)定性約為13μg,100 s積分時間的漂移為17μg,溫度系數(shù)降到0.1 mg/°C,顯示了較好的穩(wěn)定性。
【作者單位】： Micro-Satellite
【關鍵詞】： 偏置漂移 閉環(huán)MEMS加速度計 調(diào)制反饋 溫度補償
【分類號】：TH824.4
【正文快照】： 1 IntroductionThe drift of MEMS inertial sensors has been in-vestigated for a long time.The drift can be due tomultiple reasons such as noise,temperature variation,environmental vibrations,electronic reference drift,and humidity changes.Noise and tempera

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹韜;張，

本文編號：620328