[发明专利]一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化检测方法

权利要求书

1.一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化检测方法，其特征在于：其具体实现步骤为：

步骤一、在初始工作温度T₀下，生成频率为石英音叉谐振频率的正弦信号，并加载到石英音叉驱动叉指，驱动石英音叉谐振；

步骤二、经过石英音叉后的正弦信号为同频的正弦电压信号，经过数模转换成为数字信号；

步骤三、对步骤二产生的数字信号进行实时幅度检测，获取电流-电压变换后的电压幅值，通过幅度检测方法，得到幅度变化因子g并输出；

步骤四、对步骤三得到的幅度变化因子g进行数字信号处理，改变幅度变化因子g，然后反馈加载到石英音叉上，对谐振产生的电压幅值进行补偿，使步骤三检测到的正弦驱动信号稳定在预定值；

步骤五、改变工作温度，重新进行步骤二至步骤四，得到新的幅度变化因子g；

步骤六、在石英音叉工作于谐振频率，且稳幅驱动的情况下，石英音叉的输出经电流-电压变化后，通过步骤五在不同温度下获得的不同幅度变化因子g来标定音叉本身的温度。

2.根据权利要求1所述的一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化检测方法，其特征在于：步骤六所述的标定音叉温度的方法为：在石英音叉陀螺工作全温范围的上、下极限温度之间分别对驱动信号幅值进行测量，然后通过拟合建立工作温度T和幅度变化因子g的关系式

T＝a₀+a₁g+a₂g²+L+a_ngⁿ

a₀，a₁，...a_n分别表示最小二乘法拟合系数，在经过多次测量得到T和g的对应关系后通过最小二乘法解算出来；然后直接利用上式实时获取石英音叉的温度信息T。

3.根据权利要求1所述的一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化检测方法，其特征在于：步骤六所述标定音叉温度的方法还可以为：在石英音叉陀螺工作全温范围的上、下极限温度之间以一定步长，分别对不同温度点的驱动信号幅值进行测量，建立温度和驱动幅度对应表；然后通过查表的方法根据石英陀螺工作时幅度变化因子g，获得石英音叉当前的工作温度。

4.根据权利要求1所述的一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化 检测方法，其特征在于：其中一个实施电路包括电流电压变换单元、ADC单元、数字处理单元、DAC单元；其中，数字处理单元包括正弦波发生器、频率控制、自动增益控制、相位检测、幅度检测自适应控制单元和温度标定单元；上述部分的连接关系为：电流电压变换单元的输出经ADC单元输入到数字处理单元，数字处理单元的输出经DAC单元后，驱动石英音叉；频率控制和自动增益控制的输出连接正弦波发生器，自适应控制单元的输出分别连接频率控制和自动增益控制，相位检测和幅度检测的输出分别输入自适应控制单元。正弦波发生器连接DAC单元和温度标定单元，ADC单元的输出分别作为幅度检测的输入。

5.根据权利要求1和4所述的一种石英微机械陀螺敏感器件温度信息的数字化检测方法，其特征在于：在数字处理单元内部增加敏感输出的解调方法获得石英陀螺的角速度输出，通过幅度变化因子g和温度关系，用g表征温度，对石英陀螺做角速度输出的温度补偿，提高全温范围精度而不需增加额外器件。