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角速率模式下四质量陀螺仪的性能( Performance of Quad Mass Gyroscope in the Angular Rate Mode )
S Askari MH Asadian AM Shkel
本文对硅微机械四质量陀螺(QMG)的速率工作模式进行了表征和分析。我们报告了不同Q因子的QMGs的满量程、线性度和噪声特性之间的权衡。采用Allan偏差(ADEV)和功率谱密度(PSD)分析方法对性能结果进行评价。本研究中的器件被用于速率模式操作,感知模式的开环(OL)和力-再平衡(FRB)配置。对于每一种测量方法,我们都给出了关于器件Q因子的控制参数选择的约束条件。对于大于200万的高Q因子器件和60 mHz的未补偿频率不对称性,我们在OL工作模式下证明了0.095/hr的偏置不稳定性和0.0107/hr的角随机游动(ARW);在FRB工作模式下证明了0.065/hr的偏置不稳定性和0.0058/hr的角随机游动(ARW)。我们得出结论,在具有缺陷(几乎匹配,但非零频率不对称)的实际MEMS陀螺仪中,较高的Q因子将增加驱动轴的频率稳定性,从而改善噪声性能,但在实现数字控制环路方面存在挑战。
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