熱膨脹陀螺數(shù)字化測控技術研究.pdf

1、熱膨脹陀螺是一種以哥氏效應為基礎的新型MEMS慣性傳感器，與傳統(tǒng)的陀螺相比，不僅具有成本低、體積小、重量輕、抗沖擊和振動能力強等優(yōu)點，而且易于實現(xiàn)智能化與數(shù)字化。因此，其在軍民領域均有著廣泛的應用前景和重要的應用價值。
　　熱膨脹陀螺的數(shù)字化在國內的研究還剛剛起步，本文圍繞熱膨脹陀螺的數(shù)字化測控技術開展研究工作，主要包括熱膨脹陀螺數(shù)字化檢測電路設計、數(shù)字化驅動電路設計和實驗。
　　首先，分析了熱膨脹陀螺的基本原理，闡述了熱膨

2、脹陀螺驅動和檢測機理，研究了熱膨脹陀螺的模擬測控方案，并在此基礎上設計了熱膨脹陀螺數(shù)字化測控系統(tǒng)，包括數(shù)字化檢測電路設計和數(shù)字化驅動電路設計。檢測電路通過敏感電橋將敏感信號轉化為電壓信號，再經過差分放大，然后直接對差分放大輸出的模擬電壓數(shù)字化，并在微控制器內完成相敏解調和低通濾波，最后通過串口輸出與陀螺轉速成正比的數(shù)字電壓信號。驅動電路的主要功能是產生交替變化的電壓信號對加熱絲進行交替加熱，該信號由微控制器內部的方波信號發(fā)生器產生。

3、r>　　其次，研究了熱膨脹陀螺的數(shù)字化恒功率驅動電路，論文設計了基于數(shù)字PID控制的恒功率驅動方案，并在Matlab/Simulink中對此方案進行了仿真，合理調整了數(shù)字PID控制器參數(shù)，并在硬件電路中實現(xiàn)加熱絲的恒功率控制。
　　最后，論文介紹了熱膨脹陀螺數(shù)字化測控電路樣機的調試和實驗工作，并對實驗結果進行分析總結。實驗結果表明:設計的模數(shù)轉換電路的精度滿足設計要求;設計的恒功率驅動系統(tǒng)精度達到±0.0028mW的設計要求;設計