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摘要
微电子机械系统(MEMS)陀螺仪的全温零偏稳定性是重要的工程化应用指标之一。由于MEMS陀螺仪的材料特性具有温度依赖性，通常利用温度建模与补偿的方法提高其全温零偏稳定性。MEMS陀螺仪零偏存在温度滞环时，温度建模与补偿难以消除零偏温度滞环并成为限制MEMS陀螺仪全温性能提升的重要因素。对影响硅MEMS陀螺仪温度滞环特性的因素进行研究，重点研究了相敏检测中不同相位配置下的陀螺仪零偏及其温度滞环特性。研究结果表明，温度滞环特性与MEMS陀螺仪检测相位以及正交耦合误差直接相关，并可通过优化检测相位值降低正交耦合误差。当检测相位配置偏离最优值时，正交耦合误差会被解调至陀螺仪输出通道并引起零偏温度滞环。实验结果显示，检测相位偏离最优值1°,全温零偏滞环值增加约150°/h,补偿后的全温零偏稳定性相应劣化约50°/h。该项研究对提升MEMS陀螺仪的综合性能和满足工程化需求具有重要意义。
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单位北京航天控制仪器研究所
