任何傳感器的一個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)是最小可檢測的信號。對于振蕩式陀螺儀而言,基本的限制是:①質(zhì)量塊周圍氣體的布朗運(yùn)動(dòng);②電子元件(包括讀出接口電路)的熱噪聲。為了實(shí)現(xiàn)最大的性能(分辨率),布朗運(yùn)動(dòng)應(yīng)該主導(dǎo)系統(tǒng)的本底噪聲以保護(hù)傳感元件的潛在性能,但特別在真空系統(tǒng)中操作時(shí),電路噪聲往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于布朗運(yùn)動(dòng)噪聲。在這種情況下,在給定帶寬內(nèi),將最小可檢測信號降低一半,需要相同帶寬的電路噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差等比例減小,于是需要器件電流變?yōu)?/span>原耗。因此,改善角速度分辨率而不增加功耗是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。然而,由于制造公差,驅(qū)動(dòng)和檢測的微彈簧是不完全正交的,一些驅(qū)動(dòng)振動(dòng)直接影響到感應(yīng)軸,產(chǎn)生了很大的不期望的感應(yīng)軸的振蕩運(yùn)動(dòng),與期望的科氏加速度引起的運(yùn)動(dòng)發(fā)生正交。振蕩電路的解調(diào)信號中通常有大量的相互混合的相位噪聲,我們稱之為正交誤差,可以提高除設(shè)定的前端以外的整個(gè)接口的本底噪聲。幸運(yùn)的是,大部分的正交誤差可以使用特殊的正交調(diào)零電極進(jìn)行調(diào)零[3]。

F4-50R12KS4

   殘余誤差可以通過在解調(diào)過程中選用適合的相位解調(diào)信號來去除,因?yàn)闅堄嗾`差與期望信號之間正交。實(shí)現(xiàn)高度的誤差消除需要一個(gè)精確設(shè)定的正交誤差和通常提取出來解調(diào)信號的驅(qū)動(dòng)振蕩之間的相位關(guān)系。所以確保相位關(guān)系定義明確是讀出接口電路的第二個(gè)重大挑戰(zhàn)。

   由于驅(qū)動(dòng)梳齒之間的對準(zhǔn)失調(diào),也有來自驅(qū)動(dòng)力引入到感應(yīng)軸的科氏偏移。這個(gè)誤差可以通過真空封裝來減小,因?yàn)樵黾拥钠焚|(zhì)因子使得更小的驅(qū)動(dòng)力得以用,這樣可以使得更小的驅(qū)動(dòng)力反饋到感應(yīng)軸其他的挑戰(zhàn)包括獲得一個(gè)足夠?qū)挼男盘枎?保證全部的增益(比例因子)能夠在制造公差和環(huán)境的變化中維持穩(wěn)定c寬的帶寬是必要的,特別是在諸如車輛穩(wěn)定性控制等控制領(lǐng)域中,必須要配各這種帶最小相位延遲的傳感器。