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４６传感器与微系统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）２００６年第２５卷第９期
微型半球陀螺非轴对称结构的电刚度补偿方法研究
嵇海平，吴洪涛，倪受东
（１．南京航空航天大学机电学院。南京２１００１６；
２．中国人民解放军镇江７３０５７部队，江苏镇江２１２００１；
３．南京工业大学机械与动力工程学院，南京２１０００９）
摘要：微型半球谐振陀螺仪可以感测角速度和转角。但由于实际结构的非轴对称性，导致感测上产生
误差。提出了一种电刚度补偿方法，即调节６７．５。，９０。，１１２．５。，１３５。不同位置的４个平衡电极的电压来调
节谐振体刚度，从而达到结构轴对称；并通过有限元分析方法和灵敏度法求得４个平衡电极的电压值。
关键词：微型半球陀螺仪；电刚度补偿；灵敏度；有限元
中图分类号：ＴＰ２１２．９文献标识码：Ａ文章编号：１０００—９７８７（２００６）０９一ＯＯ４６—０３
Ｓｔｕｄｙｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｒｉｇｉｄｉｔｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｏｆｍｉｎｉａｔｕｒｅ
ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅｇｙｒｏｓｃｏｐｅ’Ｓｒｅｓｏｎａｔｏｒ
ＪＩＨａｌ・ｐｉｎｇ，ＷＵＨｏｎｇ・ｔａｏ，ＮＩＳｈｏｕ・ｄｏｎｇ
（１．ＣｏＨｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ
ａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｓａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ；
２．ＴｈｅＣｈｉｎｅｓｅＰｅｏｐｌｅ’ｓＬｉｂｅｒａｔｉｏｎＡｒｍｙＺｈｅｎｊｉｎａｇ７３０５７Ｇａｒｒｉｓｏｎ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２００１，Ｃｈｉｎａ；
３．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＤｙｎａｍｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＮｎａｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｌ０ｉｎｇ２１０００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｉｎｉａｔｕｒｅｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｇｙｒｏｓｃｏｐｅｉｓｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｒａｔｅｂｕｔａｌｓｏ
ｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｎｇｌｅ．Ｂｕｔａｓａｒｅｓｕｌｏｔｆｔｈｅａｃｔｕａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ’Ｓａｓｙｍｍｅｔｒｙ，ｉｔｃａｕｓｅｓｔｈｅｆｅｅｌｉｎｇｅｒｒｏｒ．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ
ｒｉｇｉｄｉｔｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ；ｔｈｅｂａｌａｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ’ｖｏｌｔａｇｅｓａｔｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆ６７．５。，９０。，１１２．５。，１３５。ａｒｅ
ｒｅｇｕｌａｔｅｄｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｔｂｏｄｙｒｉｇｉｄｉｔｙ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｘｉａｌｓｙｍｍｅｔｙｒ．Ａｎｄｔｈｅｖｏｌｔａｇｅ
ｖａｌｕｅｓｏｆｆｏｕｒｂａｌａｎｃｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｍｅｔｈｏｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉａｔｕｒｅｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅｇｙｏｒｓｃｏｐｅ；ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｒｉｇｉｄｉｔｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｆｉｎ
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