MEMS 陀螺仪-飞时科技（北京）有限公司提供锁相放大器,量子信号测控设备,单光子探测器,信号发生器,精密源,物性测试设备。

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MEMS 陀螺仪

简介：

旋转运动传感对汽车和航空领域、GPS 导航和健康监测系统都具有重要意义。如今，基于微机电系统 (MEMS) 技术的陀螺仪可以缩小至适合装入智能手机的尺寸，功耗也极小。这样的陀螺仪系统通常是通过检测一个质量块，在所有空间方向上的，振动来进行传感，质量块经过类似于弹簧的 MEMS 结构固定到安装架上。MEMS 陀螺仪通常与加速度计组合在一起，这样单台设备即可提供六维测量。

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应用说明测量策略相关产品的优势

应用说明

相关产品：HF2LI, HF2LI-MF, HF2LI-MOD, HF2LI-PID, HF2LI-PLL, UHFLI, UHF-PID, HF2TA

通常会利用驱动电极（其可确定驱动模态）迫使质量块沿着一个方向进行周期性振动。一旦装置进行旋转运动，质量块会在其旋转参考面内受到科氏力：这表现为质量块沿垂直于驱动模态定义的方向轻微位移，如图所示。（通过所谓的传感模态）传感这种位移的幅度，可以得出旋转的角速度。这种旋转运动传感装置通常被称为科氏振动陀螺仪 (CVG)。

测量策略

要想利用 CVG 进行准确的旋转测量，需要对驱动和传感模态进行高水平控制。为此，通常要开发额外的专用集成电路 (ASIC)。

驱动模态控制

第一步是利用锁相环 (PLL) 迫使质量块沿驱动模态方向进行谐振振动。利用一个 PID 控制器可通过实现自动增益控制 (AGC)，来确保驱动模态的幅度保持不变。与此同时，两个反馈回路可保证旋转运动不会影响驱动模态。在幅度或频率上的载波调制有助于抑制背景噪声，而且可以降低寄生效应对陀螺测量的影响。另外，可以使用多个同步的解调器和一个参数扫描仪进行参量谐振。

开环传感模态配置

在开环配置中，解调器的输出变量之一用来监测传感模态；要达到角速度与振幅成正比，需要手动调整传感器模态相位。然而，传感模态的幅度衰减时间常数，由品质因数和谐振频率所决定，限制了陀螺仪对于输入旋转的响应时间。

闭环传感模态配置

对传感模态进行闭环控制可以缩短装置的响应时间，提高 CVG 的带宽和动态范围。闭环系统会产生一个反馈力，对传感模态下的运动进行抑制。这种强制平衡式方法通过施加的反馈力的幅度可以直接获取输入角速度。闭环传感模态配置需要四个控制环路，其中的三个环路依赖于 PID 控制器来构建反馈信号。

相关产品的优势

━ 通过使用苏黎世仪器的锁相放大器，可在您的装置上无缝实施和测试上述所有陀螺仪控制方案，而无需进行颇为耗时且成本高昂的 ASIC 开发。例如，HF2LI 锁相放大器提供 50 kHz 的 PLL 带宽，因此可以显著降低 CVG 操作的复杂性，特别是在闭环传感配置中。对于需要更快操作速度和更高控制带宽的传感应用，UHFLI 锁相放大器可将 HF2LI 的能力扩展到最高 600 MHz 的频率（300 kHz 的 PLL 带宽）。

━ 得益于 LabOne 软件所提供的时域和频域工具，可以对驱动和传感模态行为进行表征，包括所有关键测试。

━ 苏黎世仪器的模拟电子产品可进行差分电压或电流测量（通过结合使用 HF2LI 与 HF2TA 电流放大器）；并且提供多个输入级，以最大限度减少输入噪声并提高周期性信号的信噪比。

━ 得益于 USB 或 GbE 连接所实现的快速数字数据传输，可以轻松记录测量结果，而无需额外的数据采集卡。