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三轴MEMS陀螺仪的集成方法

作者:jiangxicibei123    发布时间:2025-06-24 11:38:35    浏览量:

三轴MEMS陀螺仪的集成方法

MEMS陀螺仪作为一种检测载体角速度信息的装置,广泛应用于姿态控制平台和惯性导航中。它具有体积小、成本低、可靠性高、易于集成的特点。

近年来,MEMS传感器的研究主要集中在单轴陀螺上,单轴陀螺只能确定某个方向的角速度。随着MEMS传感器技术的进步和成熟,单轴MEMS陀螺的精度逐渐提高,偏置稳定性等关键指标已经能够满足导航级(偏置稳定性< 10°/h)的应用要求。但由于单轴MEMS陀螺仪只能从一个轴检测角速度,具有一定的局限性,因此三轴陀螺仪的研究成为MEMS传感器的一个重要发展方向。

由于三轴陀螺仪可以检测三个不同方向的角速度,所以更适合检测物体的位置变化。通过求解三个不同空间方向的角速度,可以得到载体在三维空间的姿态和惯性运动。但是,在很长一段时间内,需要三个单轴陀螺仪正交布置才能实现三个轴(X,Y,Z)的角速度信息检测。本文将介绍三轴MEMS陀螺仪的三种集成方法。

 

三轴陀螺仪

三个单轴正交积分构成

 

三个单轴陀螺的正交积分由三个单轴陀螺构成。陀螺的优点是结构相对简单(均为单轴陀螺),但主要问题是集成度低、装配误差大、系统体积大。一般情况下,三个单轴陀螺采用相同的结构,以节约成本,提高良品率(只能加工同类陀螺),同时,三个单轴陀螺的控制系统以中央处理芯片的形式集中在一个数字芯片中,也可以在一定程度上缩小系统体积,降低系统成本。这种方法可以在单轴陀螺比较成熟,系统体积不高的情况下使用。图1显示了三个单轴陀螺仪的正交积分形式。


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