[发明专利]校正电容性构件的增益的方法以及实现该方法的设备

说明书

本发明涉及校正电容性构件的增益的方法以及实现该方法的设备

发明背景

已知有众多设备包括电容性构件用于检测或控制该设备的能彼此相对移动的两部分之间的距离。具体地，已知电容性构件用于检测和控制振动式陀螺仪——尤其是轴对称振动式陀螺仪——中的机械谐振器的形变。当这类设备用在自由陀螺仪模式中时，它们呈现出具有稳定性极大的比例因子(Bryan因子)的优点。

在自由陀螺仪模式中，振动是自由的且其平面绕谐振器的轴转动，而谐振器的轴则是载体的运动的函数。为了从该模式的优点受益，关键是精确地知晓振动相对于装置的外壳的位置，以便施加使振动运动能得以维持的控制信号。在测量振动的位置时的任何误差都会在所施加的力的方向上产生误差，并由此产生陀螺仪的寄生漂移。

已经进行了众多尝试来校正或计及在加速度计测量中出现的误差。因此，文献US-A-2003/006783和US-A-6 035 694寻求减少由基本恒定的杂散电容值引起的测量误差。文献US-A-6 035 694描述了类似的解决方案。

发明目的

在检测和控制两方面的意义上，陀螺仪的操作涉及电容性构件的增益，即，电容性构件的电极之间的距离与电容性构件的端子上的电信号的振幅之比。电容性构件在用作检测器时其端子上的信号的振幅以及在用于控制目的时其电极之间的距离也是施加于电极之一的直流(DC)偏压的函数。导致本发明的实验已经示出电容性构件的增益受到即使在偏压已经中断之后仍会余留的剩余场的影响。据信这种剩余场是由电极体中或其表面上的杂质引起，且在施加偏压时由偏压所产生。当标称偏压——即在检测或控制阶段期间施加于电容性构件的电压——在几百伏的数量级(一般在200伏至400伏的范围内)时，所导致的剩余场等效于几伏的偏压。该剩余场会产生缓慢变化的增益误差。

本发明的目的是提出一种使得能够消除剩余场的影响的方法和设备。

发明内容

为了实现这一目的，本发明提供一种校正电容性构件的增益的方法，该电容性构件包括能彼此相对移动且在其间建立起剩余场的电极，所述方法包括以下步骤：

·向电极之一施加值低于阈值的减小的DC偏压，从而能够测量由所述减小的偏压产生的剩余场；

·测量来自电容性构件的输出信号；以及

·作为所测得的输出信号的函数来校正该电容性构件的增益。

来自电容性构件的输出信号于是包括相加的两个分量：由与存在的剩余场等效的偏压导致的第一分量和由减小的偏压直接导致的第二分量。输出信号中由减小的偏压直接导致的分量可根据所述偏压并且根据电容性构件在校正之前的增益来计算。因此可从输出信号中提取由剩余场导致的输出信号分量。该分量使得计算在电容性构件用于与其相关联的设备的操作时由剩余场导致的增益误差成为可能

在本发明的有利版本中，此减小的偏压比所估计的与剩余场等效的偏压要大。因此，不管剩余场的方向如何，来自电容性构件的输出信号具有不变的符号，且输出信号的绝对值于是使得有可能根据所述绝对值大于还是小于此减小的偏压的振幅来确定剩余场的方向。

优选地，该方法包括以下步骤：对来自具有相同值但具有相反符号的减小的偏压的输出信号进行两次连续测量，并取所得的输出信号的平均值。这消除了输出信号中由这些减小的偏压导致的分量，因此有可能使用来自电容性构件的输出信号的平均值来校正增益而不必计及此减小的偏置信号的振幅。

在本发明的方法的优选实现中，该方法包括短时间地将标称偏置信号施加到电容性构件的在前步骤。这确保在实现增益校正方法时测得的剩余场具有与在同电容性构件相关联的设备操作期间的剩余值相等的值。

附图简要说明

在阅读以下参照附图给出的本发明的特定非限定性实现的描述时本发明的其它特征和优点将显现，附图中：

·图1是沿图2的I-I的概略轴截面视图，其示出半球形钟振动式传感器；

·图2是沿图1的II-II线的截面视图；

·图3是示出本发明的方法在初始化阶段中的实现的流程图；

·图4是示出本发明的方法在与电容性构件相关联的设备的操作阶段中的第一实现的流程图；

·图5是示出与剩余场等效的偏压、减小的偏压、以及针对具有相反符号的同值减小偏压获得的总等效电压的振幅的图；以及

·图6是示出本发明的方法在与电容性构件相关联的设备的操作阶段中的第二实现的流程图。

发明的详细描述