[发明专利]一种小型化低成本温控型惯性测量系统

摘要

一种小型化低成本温控型惯性测量系统，涉及惯性测量领域；小型化低成本温控型惯性测量系统包括温控惯性测量模块、温度控制模块和惯测计算机；其中温控惯性测量模块包括微机械陀螺模块、微机械加速度计模块、传感器基座、加热模块、保温模块、陀螺AD转换处理模块和底座；惯性测量系统不仅为3个单轴微机械陀螺模块、3个单轴微机械加速度计模块提供安装基准，而且将陀螺和加速度计保持在高温恒定温度环境中，大幅度提高了陀螺和加速度计的输出性能。本发明的优点是该惯性测量系统精度高、体积小、结构紧凑、温度精确控制响应快、成本低。

主权项

1.一种小型化低成本温控型惯性测量系统，其特征在于：包括温控装配模块、温度测控模块和惯性测量计算机；其中温控装配模块包括微机械陀螺模块、微机械加速度计模块、加热模块、保温模块、传感器基座、陀螺AD转换处理模块和底座；其中，底座位于温控装配模块的底部，传感器基座固定安装在底座的上端；加热模块固定安装在传感器基座的上表面；微机械陀螺模块和微机械加速度计模块固定安装在加热模块和传感器基座形成空腔的内部；传感器基座和底座之间安装有陀螺AD转换处理模块；保温模块固定安装在底座上表面；加热模块、微机械陀螺模块、微机械加速度计模块、传感器基座和陀螺AD转换处理模块固定安装在保温模块内部；加热模块：接收温度测控模块传来的加热控制信号，对加热模块的内部空间进行加热；发出加热片温度信号TP至温度测控模块；保温模块：减小加热模块热量的散失，维持惯性测量系统在高温恒定的工作环境；微机械陀螺模块：在加热模块加热下，输出x轴、y轴和z轴3轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ至陀螺AD转换处理模块，陀螺AD转换处理模块将x轴、y轴和z轴3轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ转换成数字信号，并将x轴、y轴和z轴3轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ的数字信号传输至惯性测量计算机；输出陀螺角速度信号G_X、G_Y、G_Z至陀螺AD转换处理模块，陀螺AD转换处理模块将陀螺角速度信号G_X、G_Y、G_Z转换成数字信号，并将陀螺角速度数字信号传输至惯性测量计算机；微机械加速度计模块：在加热模块加热下，输出x轴、y轴和z轴3轴的加速度温度信号T_AX、T_AY、T_AZ和3轴加速度信号Ax、Ay、Az至惯性测量计算机；惯性测量计算机：接收陀螺AD转换处理模块传来的x轴、y轴和z轴3 轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ的数字信号；接收陀螺AD转换处理模块传来的陀螺角速度信号G_X、G_Y、G_Z的数字信号；将x轴和z轴陀螺温度信T_GX、T_GZ的数字信号输出至温度测控模块；接收微机械加速度计模块传来的x轴、y轴和z轴3轴的加速度温度信号T_AX、T_AY、T_AZ和3轴加速度信号Ax、Ay、Az；惯测计算机分别通过陀螺AD转换处理模块传来的x轴、y轴和z轴3轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ的数字信号对各自轴向的陀螺角速度信号G_X、G_Y、G_Z进行误差补偿处理，得到补偿后的陀螺角速度信号；惯测计算机分别通过微机械加速度计模块传来的x轴、y轴和z轴3轴的加速度温度信号T_AX、T_AY、T_AZ的数字信号对各自轴向的加速度信号A_X、A_Y、A_Z进行误差补偿处理，得到补偿后的加速度信号；陀螺AD转换处理模块：接收微机械陀螺模块传来的出x轴、y轴和z轴3轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ；将x轴、y轴和z轴3轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ转换成数字信号，并将x轴、y轴和z轴3轴的陀螺温度信号T_GX、T_GY、T_GZ的数字信号传输至惯性测量计算机；接收微机械陀螺模块传来的陀螺角速度信号G_X、G_Y、G_Z，将陀螺角速度信号G_X、G_Y、G_Z转换成数字信号，并将陀螺角速度信号G_X、G_Y、G_Z的数字信号输出至惯性测量计算机；温度测控模块：发送加热控制信号至加热模块，其控制频率为20HZ～50HZ；接收惯性测量计算机传来的x轴陀螺温度信号T_GX和z轴的陀螺温度信号T_GZ；接收加热模块传来的温度信号TP；接收环境温度信号TA；根据陀螺温度信号T_GX、z轴的陀螺温度信号T_GZ、加热模块的温度信号TP和环境温度信号TA计算得出下一次加热控制信号；并将下一次加热控制信号发送至加热模块；通过循环的反馈控制，保持了陀螺、加速度计的恒定工作环境。