基于虚拟仪器的压电陀螺扫频信号系统设计.pdf

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1、2010年第29卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)93基于虚拟仪器的压电陀螺扫频信号系统设计王立奇，陈文元，卢弈鹏，马高印，吴校生(上海交通大学微纳科学技术研究院微米纳米Jjn-r国家级重点实验室，上海200240)摘要：扫频信号采集系统是压电微陀螺悬浮系统的重要组成部分。介绍了NIPXle-6124多功能信号采集模块(DAQ)的原理与结构、以及它在构成压电陀螺扫频信号系统中所起到的作用。由于它同时具有高速的采样速率(4MS／s)和高精度(16位)的采样值，

2、设计了基于NI公司设备的系统，用来准确地采集压电陀螺在各个频段的感应振动信号，将信号送人计算机进行处理，得出陀螺仪的谐振模态。在具体实验操作过程中，成功地将由DDS电路所激励的陀螺振动信号送入DAQ，并完好地处理了一系列陀螺的振动数据。关键词：压电式微陀螺；多功能信号采集模块；谐振频率中图分类号：V241；TN751文献标识码：A文章编号：1000-9787(2olo)07-0093--03Designofthesweepfrequencysignalsystemofthepiezoelectricitymicrogyr

3、oscopebasedondummyinstrumentsWANGLi—qi，CHENWen·yuan，LUYi—peng，MAGao—yin，WUXiao—sheng(NationalKeyLaboratoryforMicro／NanometerFabrication；KeyLaboratoryforThinFilmsandMicrofabricationofMinistryofEducation，ResearchInstituteofMicro／NanoScienceandTechnology，ShanghaiJia

4、otongUniversity．Shanghai200240．China)Abstract：Thesamplingsystemofthesweepingfrequencysignalistheimportantpartofthepiczo—electromicrogyroscopesuspendedsystem．TheprincipleandthestructureofthemuhifunctiondataacquisitionmoduleDAQ，NIPXIe--6124，anditsroleinformingthesw

5、eep~equencysignalsystemofthepiezoelectricitymicrogyroscopeareintroducedhere．Sincethemodulefeatureshighsamplingspeed(4MS／sperchanne1)andhighaccuracy(16bitsofresolution)，theNI-basedsystemisdesignedtopreciselysampletheinductionoscillationsignalsofthegyroscopeindiffe

6、rent~equencyandthensendtothecomputerSOastogaintheresonancemode．Intheactualtest，thehighaccuracyoscillationsignals，whichgeneratedfromDDScircuitaresuccessfullysenttotheDAQ，andaseriesofoscillationdataiscompletelyprocessed．Keywords：piezoelectricitymicrogyroscope；DAQ；r

7、esonancefrequency0引言入的角速度大小。当陀螺振动在某一特殊模态下，它能获目前，固态微型陀螺主要有微型光机电陀螺、微型半球得最大的灵敏度，产生的耦合效应。由于仿真的模态频率谐振陀螺、压电型微固态模态陀螺和微型声表面波陀和实际加工的器件会有不可避免的差异，因此，本实验通过螺0J。本文研究的对象是一种新型的角速度传感器一对陀螺仪的扫频，准确地找到需要的工作模态，进而帮助提压电型微固体模态陀螺。它是在2006年1月在土耳其高陀螺的精度和灵敏度。Istanbul召开的MEMS2006会议上，由日本学者Maenak

8、a等1压电微陀螺仪的基本结构人H首次提出的。它利用压电体的特殊振动模态来工作，对于振动陀螺来说，为了产生科氏力，通常要给它一个它是一种不同于微振动陀螺的全固态微陀螺。在压电型微参考的振动。在压电型微固体模态陀螺中，以压电结构固体模态陀螺中不存在整体运动的部件和弹性支撑结构，某个振动模态下的振动作为参考振动，这种参考振