本發(fā)明涉及一種陀螺儀（或加速度計）的溫度補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：
陀螺儀是決定慣性系統(tǒng)精度的核心部件，其中近年來快速發(fā)展的硅微機(jī)械陀螺是一類難度較大的微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），是屬于硅的微機(jī)械加工與陀螺儀理論相結(jié)合的產(chǎn)物。一個性能優(yōu)良的高精度微陀螺儀，不僅要盡量減少振動質(zhì)量塊與檢測質(zhì)量塊與襯底之間的連接錨點(diǎn)，還要盡量減少振動質(zhì)量塊與檢測質(zhì)量塊之間的機(jī)械耦合。下面以一種單支點(diǎn)角振動式MEMS陀螺為例進(jìn)行說明。圖1所示為一種單支點(diǎn)角振動式MEMS陀螺的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由一個驅(qū)動外環(huán)和一個檢測內(nèi)盤組成。驅(qū)動外環(huán)通過四個懸臂梁與內(nèi)盤相連接，而內(nèi)盤也通過四個懸臂粱與中心錨點(diǎn)連接。整個結(jié)構(gòu)就通過中心一個支撐點(diǎn)懸在基片之上，所以這個微陀螺儀實(shí)際上是一個準(zhǔn)懸浮式角振動陀螺儀。陀螺儀的整個活動支架包括激勵環(huán)和檢測盤都由中心錨點(diǎn)進(jìn)行支撐。而此單支點(diǎn)陀螺儀的輸出連接于角速度輸入接點(diǎn)上。外環(huán)在梳齒狀電極驅(qū)動下繞Z軸旋轉(zhuǎn)振動，當(dāng)有一個繞X軸方向的角加速度作用于陀螺時，陀螺將受到一個沿Y方向的科氏力作用，內(nèi)盤將沿Y方向左右擺動，而擺動幅度將與科氏力大小成正比，輸出的角速度與科氏力大小成正比。單支點(diǎn)角振動式硅微機(jī)械MEMS陀螺儀以及其他的MEMS陀螺儀和加速度計以薄硅片為材料，利用半導(dǎo)體加工技術(shù)制作，由單晶硅片采用光刻和各向異性刻蝕工藝制造而成。當(dāng)前研制出的硅微陀螺大部分都處于速率級，各方面的性能遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)和民用高精度等領(lǐng)域的應(yīng)用需求。由于硅材料是一種熱敏材料，它的機(jī)械、物理特性受溫度影響較大，當(dāng)溫度發(fā)生變化時，不僅結(jié)構(gòu)尺寸要變形，材料的彈性模量、拉伸強(qiáng)度、殘余應(yīng)力等性能也會發(fā)生巨大變化，故溫度敏感度大、溫度漂移成為陀螺的主要誤差源之一。由于硅微型慣性器件在精度和穩(wěn)定度上都容易受自身材料、制造工藝以及工作環(huán)境各因素的影響，這直接影響到其在商業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，因此解決微機(jī)械陀螺的溫度漂移是陀螺應(yīng)用的一個關(guān)鍵技術(shù)。但陀螺的制造工藝和技術(shù)在短期內(nèi)很難得到大幅度的提高，因此，進(jìn)行溫度控制或溫度漂移補(bǔ)償是解決此問題的重要途徑。通過研究硅微陀螺的漂移，以期通過陀螺漂移的補(bǔ)償提高陀螺的精度是很有必要的。根據(jù)文獻(xiàn)可知，設(shè)硅材料的熱膨脹系數(shù)為α，半導(dǎo)體尺寸為l0，則溫度變化△T時，材料的尺寸變化為L，且L=l0(1+α△T)。而陀螺儀的彈性系數(shù)是結(jié)構(gòu)尺寸的函數(shù)，溫度引起結(jié)構(gòu)尺寸的變化，將會引起半導(dǎo)體梁的剛度的變化，從而導(dǎo)致陀螺儀的固有角頻率發(fā)生變化。從陀螺儀的動力學(xué)方程我們可以看出，固有角頻率與靈敏度、動態(tài)特性以及穩(wěn)定性有關(guān)，所以，溫度不僅會影響陀螺儀的輸出靈敏度，對陀螺儀的動態(tài)特性及穩(wěn)定性也將產(chǎn)生很大影響。另外，陀螺使用也會造成一定程度的問題。比如陀螺的零偏角速度（零偏角速度：NRi，零偏或零位角速度是指陀螺儀在零輸入角速度情況下的輸出值，可用較長時間內(nèi)輸出的均值等效折算為輸入角速度來表示）會隨著運(yùn)行的溫度和運(yùn)動的變化產(chǎn)生漂移，并且溫度的變化尤為明顯，環(huán)境溫度不斷發(fā)生變化，而傳感器使用時間長自身溫度也發(fā)生變化，不斷的升高，而且是非線性的變化，這樣輸出的角速度會出現(xiàn)明顯的偏差。溫度變化越明顯，偏差越大，嚴(yán)重降低了陀螺的可靠性和實(shí)用性。因此溫度補(bǔ)償是提高陀螺精度和應(yīng)用范圍的重要技術(shù)手段。國內(nèi)陀螺儀溫度補(bǔ)償?shù)难芯抗ぷ魇加诎耸甏饕芯繂挝挥星迦A大學(xué)、東南大學(xué)、國防科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等。這些單位的研究偏重于系統(tǒng)溫度模型的建立和理論方法的研究。如下述參考文獻(xiàn)：公開號為101408427A的發(fā)明專利《一種光纖陀螺儀分布式分層級溫度誤差補(bǔ)償方法》；公開號為102230806A的發(fā)明專利《一種陀螺儀溫度漂移補(bǔ)償方法》；2007，北京航空航天大學(xué)學(xué)報，vol33，NO12，《石英MEMS陀螺漂移的周期性誤差標(biāo)定級補(bǔ)償》。這些方法存在一定的局限性，主要表現(xiàn)在：傳統(tǒng)補(bǔ)償方法是采用模擬的方式對傳感器的輸出信號進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，此方法存在一些缺點(diǎn)，如補(bǔ)償元件同樣受溫度的影響；補(bǔ)償精度受傳感器的非線性誤差的限制；局部溫控的實(shí)現(xiàn)通常需要改變傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，材料或者增加額外的溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜等。為了不改變傳感器的結(jié)構(gòu)，更多的采用軟件補(bǔ)償?shù)姆椒?。但是軟件補(bǔ)償是以精確的傳感器模型為前提的，通常需要復(fù)雜的溫控盒和復(fù)雜的測試設(shè)備。針對硅MEMS陀螺的溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ū旧聿幌衿渌Y(jié)構(gòu)的陀螺多，而能夠簡便高效實(shí)現(xiàn)的方法更少，多停留在理論和軟件階段。故需要探討一種能夠簡便高效的實(shí)現(xiàn)對MEMS陀螺儀進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?br/>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種能夠簡便高效地對MEMS陀螺儀進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種MEMS陀螺儀高階溫度補(bǔ)償?shù)膶?shí)用方法，用于對包括單支點(diǎn)角振動式的MEMS陀螺儀在內(nèi)的各種MEMS陀螺儀和加速度計進(jìn)行溫度補(bǔ)償，該方法包括：（1）建立所述的陀螺儀的零偏角速度輸出值和溫度的模型；（2）根據(jù)不同的溫度和不同的角速度下所述的陀螺儀的零偏角速度輸出值通過擬合獲得所述的陀螺儀的上述模型所需的一系列的溫度補(bǔ)償系數(shù)；（3）根據(jù)所述的模型與所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)建立所述的陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型，根據(jù)所述的補(bǔ)償計算模型計算得到所述的陀螺儀在溫度補(bǔ)償后的零偏角速度輸出信號。優(yōu)選的，所述的步驟（1）中，所述的模型為其中，NR為所述的陀螺儀的零偏角速度輸出值，T為溫度，m、n均為正整數(shù)。優(yōu)選的，所述的模型中，n=5，即所述的陀螺儀的補(bǔ)償階次為5，該所述的模型所需21個所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)。優(yōu)選的，所述的步驟（2）中，采用曲面擬合獲得一系列的所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)。優(yōu)選的，對所述的陀螺儀在不同的溫度和不同的角速度下對所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行全面擬合，采樣在不同溫度、不同角速度下所述的陀螺儀的零偏角速度輸出值，根據(jù)上述采樣值在由溫度、角速度、零偏角速度輸出值所構(gòu)成的三維坐標(biāo)系中擬合得到所述的陀螺儀在全溫度、全量程內(nèi)的溫度系數(shù)曲面，由所述的溫度系數(shù)曲面擬合得到一系列所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)。優(yōu)選的，根據(jù)精度的需要將所述的溫度劃分為若干個等長的小區(qū)間，在每個所述的小區(qū)間內(nèi)多次采樣所述的零偏角速度輸出值并取平均值作為該小區(qū)間的采樣值。優(yōu)選的，根據(jù)所述的采樣值在所述的三維坐標(biāo)系中描點(diǎn)得到由溫度、角速度、零偏角速度輸出值所構(gòu)成實(shí)際三維曲面，再通過擬合得到所述的陀螺儀在全溫度、全量程內(nèi)的溫度系數(shù)曲面。優(yōu)選的，針對所述的實(shí)際三維曲面采用最小二乘估計或正交多項(xiàng)式擬合而得到所述的陀螺儀在全溫度、全量程內(nèi)的溫度系數(shù)曲面。優(yōu)選的，所述的步驟（3）中，將所述的模型與所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)做點(diǎn)乘而得到所述的陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型。該方法通過補(bǔ)償系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)；所述的補(bǔ)償系統(tǒng)包括PC機(jī)，所述的PC機(jī)與所述的陀螺儀所輸出的含有所述的零偏角速度輸出值的輸出信號相連接，并根據(jù)所述的溫度和所述的零偏角速度輸出值擬合所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)，以及根據(jù)所述的模型和所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)建立所述的陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型；存儲器，所述的存儲器通過接口模塊與所述的PC機(jī)相連接并存儲所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)和所述的陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型；主運(yùn)算器，所述的主運(yùn)算器具有三個輸入端，所述的主運(yùn)算器第一個輸入端通過第一轉(zhuǎn)換處理模塊與所述的陀螺儀所輸出的含有所述的零偏角速度輸出值的輸出信號相連接，所述的主運(yùn)算器的第二個輸入端通過第二轉(zhuǎn)換處理模塊與溫度傳感器所輸出的含有溫度值的輸出信號相連接，所述的主運(yùn)算器的第三個輸入端與所述的存儲器的輸出端相連接；所述的主運(yùn)算器的輸出端連接有處理轉(zhuǎn)換模塊；所述的主運(yùn)算器讀取所述的存儲器中的所述的溫度補(bǔ)償系數(shù)和所述的陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型，并根據(jù)所述的陀螺儀的零偏角速度輸出值和所述的溫度對所述的陀螺儀進(jìn)行溫度補(bǔ)償計算并輸出所述的陀螺儀在溫度補(bǔ)償后的零偏角速度輸出信號。上述存儲器和主運(yùn)算器在既可以采用專用電路的方式來實(shí)現(xiàn)，也可以采用微處理器等形式實(shí)現(xiàn)。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析建立了零偏角速度的溫度補(bǔ)償模型，利用建立的該溫度補(bǔ)償模型對陀螺儀的零偏角速度進(jìn)行了補(bǔ)償，可以有效減小陀螺儀的零漂，并使之趨于穩(wěn)定；零漂穩(wěn)定性得到提高，從而達(dá)到了對陀螺儀的溫度補(bǔ)償效果，使其在一定程度上能夠滿足工程的應(yīng)用。附圖說明附圖1為現(xiàn)有的單支點(diǎn)角振動式MEMS陀螺儀的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明中在三維坐標(biāo)系中得到的由溫度、角速度、零偏角速度輸出值所構(gòu)成實(shí)際三維曲面的示意圖。附圖3為本發(fā)明中通過擬合得到的陀螺儀在全溫度、全量程內(nèi)的溫度系數(shù)曲面的示意圖。附圖4為本發(fā)明中補(bǔ)償系統(tǒng)的原理框圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一：一種MEMS陀螺儀高階溫度補(bǔ)償?shù)膶?shí)用方法，用于對包括單支點(diǎn)角振動式的MEMS陀螺儀在內(nèi)的各種MEMS陀螺儀和加速度計進(jìn)行溫度補(bǔ)償。本實(shí)施例中，以對單支點(diǎn)角振動式的MEMS陀螺儀的溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償為例。由于構(gòu)成硅微機(jī)械振動陀螺儀的材料以及陀螺儀外圍電路中電子器件的性能對溫度變化較為敏感，導(dǎo)致硅微機(jī)械振動陀螺儀的輸出精度受到環(huán)境溫度的嚴(yán)重制約。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，陀螺儀的零偏漂移明顯加劇。因此對硅微機(jī)械振動陀螺儀的溫度特性進(jìn)行研究，分析陀螺儀輸出零偏的規(guī)律，掌握零偏與環(huán)境溫度之間的關(guān)系，對其進(jìn)行補(bǔ)償，對于降低硅微機(jī)械振動陀螺儀對溫度的敏感性，提高硅微機(jī)械振動陀螺儀的使用精度具有極其重要的意義。相關(guān)參數(shù)說明：1、零偏角速度：NRi，零偏或零位角速度是指陀螺儀在零輸入角速度情況下的輸出值，可用較長時間內(nèi)輸出的均值等效折算為輸入角速度來表示。微機(jī)械陀螺儀的結(jié)構(gòu)材料(尤其是硅材料)性能受環(huán)境溫度的影響較大，零偏角速度會隨著時間、環(huán)境溫度等因素的變化而變化，因此，零偏穩(wěn)定性往往在某溫度條件下給出；2、擬合系數(shù)：Ci；本方法中的擬合系數(shù)共計21個，C0-C20；3、溫度：Ti，本方法中的溫度范圍為-55℃至125℃。該MEMS陀螺儀高階溫度補(bǔ)償?shù)膶?shí)用方法包括：（1）建立陀螺儀的零偏角速度輸出值和溫度的模型。該模型是針對歸一化的零偏角速度輸出值NR和歸一化的溫度T而建立的。該模型為其中，NR為陀螺儀的零偏角速度輸出值，T為溫度，m、n均為正整數(shù)。為了提高補(bǔ)償效果，盡可能提高擬合精度，同時又有利于快速補(bǔ)償處理，并且硬件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)，經(jīng)過反復(fù)論證補(bǔ)償階次為5，即n=5，上述模型即為這個階次在微機(jī)械MEMS陀螺中是比較高的。（2）根據(jù)不同的溫度和不同的角速度下陀螺儀的零偏角速度輸出值通過擬合獲得陀螺儀的上述模型所需的一系列的溫度補(bǔ)償系數(shù)。由于上述建立的陀螺儀的零偏角速度輸出值和溫度的模型為5階，故其所需21個溫度補(bǔ)償系數(shù)，分別為C0-C20。該步驟中，采用曲面擬合來獲得一系列的溫度補(bǔ)償系數(shù)。對陀螺儀在不同的溫度和不同的角速度下對溫度補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行全面擬合，首先采樣在不同溫度、不同角速度下陀螺儀的零偏角速度輸出值。在上述采樣過程中，可以根據(jù)精度的需要將溫度劃分為若干個等長的小區(qū)間，在每個小區(qū)間內(nèi)多次采樣零偏角速度輸出值并取平均值作為該小區(qū)間的采樣值。然后根據(jù)上述采樣值在由溫度、角速度、零偏角速度輸出值所構(gòu)成的三維坐標(biāo)系中擬合得到陀螺儀在全溫度、全量程內(nèi)的溫度系數(shù)曲面。具體的，根據(jù)采樣值在三維坐標(biāo)系中描點(diǎn)得到由溫度、角速度、零偏角速度輸出值所構(gòu)成實(shí)際三維曲面，再通過擬合得到陀螺儀在全溫度、全量程內(nèi)的溫度系數(shù)曲面。最后由溫度系數(shù)曲面采用最小二乘估計或正交多項(xiàng)式擬合得到一系列溫度補(bǔ)償系數(shù)C0-C20。下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。為了對不同溫度下的零偏角速度進(jìn)行補(bǔ)償，需要先對批次性或單只陀螺進(jìn)行溫度補(bǔ)償系數(shù)的擬合。擬合采用曲面擬合的方法，保證不同溫度、不同角速度的全面擬合。擬合的方法是：在溫度、角速度中固定其中一個參數(shù)，比如溫度，變化角速度，測試一組零偏角速度值；再固定另外一個參數(shù)，比如角速度，變化溫度，再測試一組零偏角速度值。將測試的值進(jìn)行擬合。在數(shù)據(jù)采集的過程中，數(shù)據(jù)盡可能均勻分布在較大的溫度范圍內(nèi)，并且可以測量多次來減少測量誤差。根據(jù)精度的需要，把溫度劃分成一個個等長的小區(qū)間，在每一個溫度區(qū)間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在每個小區(qū)間上可以進(jìn)行多次采樣，并使得溫度軸上每個小區(qū)間的采樣數(shù)量基本相同，對每個小區(qū)間上的采樣值進(jìn)行算術(shù)平均，在每個小區(qū)間上得到一個值，作為該區(qū)間的采樣值。這樣便得到了若干與劃分區(qū)間數(shù)量相同的零偏角速度的值。為了研究溫度對MEMS陀螺零偏的影響，將某型MEMS微機(jī)械陀螺放置入溫控箱內(nèi)，比如在-50℃、-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃……100℃甚至更高的環(huán)境溫度下，對其進(jìn)行零偏測試。待各溫度場恒定后，分別采樣，取其均值作為此溫度下陀螺的零偏穩(wěn)定值。以單軸MEMS陀螺為例，（三軸的陀螺同理），溫度補(bǔ)償系數(shù)擬合的過程是這樣的：（1）固定溫度，改變角速度，測試零偏角速度的值。在同一溫度條件下，在MEMS陀螺的量程范圍中改變不同的角速度，記為ωi。采集該溫度下一組零偏角速度的值NRi_t；（2）固定角速度，改變溫度，測試零偏角速度的值。在同一角速度條件下，在溫度范圍－55至125℃中選取若干測試溫度點(diǎn)，記為Ti＝T0+△T，△T為溫度增量；采集該角速度條件下不同溫度時的零偏角速度的值NRi_ω；（3）曲面擬合在Ti——ωi——NRi構(gòu)成的三維坐標(biāo)系中，對上述的兩組采樣數(shù)值采用統(tǒng)計學(xué)的回歸進(jìn)行曲面擬合，得到溫度與零陀螺偏角速度的關(guān)系。擬合的過程是這樣：在三維坐標(biāo)系中，將每一個Ti、每一個ωi的零偏角速度值描點(diǎn)，構(gòu)成一個不規(guī)則的曲面，即由溫度、角速度、零偏角速度輸出值所構(gòu)成實(shí)際三維曲面，如附圖2所示。采用最小二乘法或其他擬合方法進(jìn)行擬合，最后得出陀螺儀在全溫度、全量程內(nèi)的溫度系數(shù)的理想曲面，如附圖3所示，再通過擬合得到的Ci即為溫度補(bǔ)償系數(shù)。（3）根據(jù)模型與溫度補(bǔ)償系數(shù)建立陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型，根據(jù)補(bǔ)償計算模型計算得到陀螺儀在溫度補(bǔ)償后的零偏角速度輸出信號。將模型與溫度補(bǔ)償系數(shù)做點(diǎn)乘而得到陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型如下：Rate（T）=C0+C1NR+C2T+…+Ci-1NRTn-1+CiTn。而完整的5階補(bǔ)償計算模型如下：Rate(T)=C0+C1NR+C2T+C3NR2+C4NRT+C5T2+C6NR3+C7NR2T+C8NRT2+]]>C9T3+C10NR4+C11NR3T+C12NR2T2+C13NRT3+C14T4+C15NR5+C16NR4T+]]>C17NR3T2+C18NR2T3+C19NRT4+C20T5]]>通過上式的計算，即可得到陀螺儀在溫度補(bǔ)償后的零偏角速度輸出信號。上述方法通過補(bǔ)償系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，參見附圖4所示。補(bǔ)償系統(tǒng)包括PC機(jī)、存儲器、主運(yùn)算器。PC機(jī)與陀螺儀所輸出的含有零偏角速度輸出值的輸出信號相連接，并根據(jù)溫度和零偏角速度輸出值擬合溫度補(bǔ)償系數(shù)，以及根據(jù)模型和溫度補(bǔ)償系數(shù)建立陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型。存儲器通過接口模塊與PC機(jī)相連接并存儲溫度補(bǔ)償系數(shù)和陀螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型。接口模塊包括與PC機(jī)相連接的串行接口板（例如采用NIUSB-6281接口板）以及與該串行接口板相連接的擬合系數(shù)串并轉(zhuǎn)換模塊，擬合系數(shù)串并轉(zhuǎn)換模塊與存儲器相連接。該存儲器為非易失性存儲器EEPROM。主運(yùn)算器具有三個輸入端。主運(yùn)算器第一個輸入端通過第一轉(zhuǎn)換處理模塊與陀螺儀所輸出的含有零偏角速度輸出值的輸出信號相連接。第一轉(zhuǎn)換處理模塊包括與陀螺儀或加計相連接的A/D轉(zhuǎn)換器以及連接于A/D轉(zhuǎn)換器與主運(yùn)算器之間的歸一化處理模塊。主運(yùn)算器的第二個輸入端通過第二轉(zhuǎn)換處理模塊與溫度傳感器所輸出的含有溫度值的輸出信號相連接。第二轉(zhuǎn)換處理模塊包括與溫度傳感器相連接的A/D轉(zhuǎn)換器以及連接于A/D轉(zhuǎn)換器與主運(yùn)算器之間的歸一化處理模塊。主運(yùn)算器的第三個輸入端與存儲器的輸出端相連接。主運(yùn)算器的輸出端連接有處理轉(zhuǎn)換模塊，該處理轉(zhuǎn)換模塊包括反歸一化處理模塊和D/A轉(zhuǎn)換器。主運(yùn)算器讀取存儲器中的溫度補(bǔ)償系數(shù)，利用螺儀在全溫度范圍內(nèi)的補(bǔ)償計算模型，根據(jù)陀螺儀的零偏角速度輸出值和溫度對陀螺儀進(jìn)行溫度補(bǔ)償計算，并輸出陀螺儀經(jīng)過溫度補(bǔ)償后的零偏角速度輸出信號。上述存儲器和主運(yùn)算器在既可以采用專用電路的方式來實(shí)現(xiàn)，也可以采用微處理器等形式實(shí)現(xiàn)。具體地說，上述補(bǔ)償系統(tǒng)的工作過程分為兩個部分：一是寫系數(shù)，二是運(yùn)算。第一步工作為寫系數(shù)，陀螺的原始輸出零偏角速度在PC機(jī)中進(jìn)行擬合，然后通過標(biāo)準(zhǔn)SPI串行接口板寫到存儲器中，串行數(shù)據(jù)從溫度補(bǔ)償輸入端口輸入。在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行擬合系數(shù)轉(zhuǎn)換后，將21組32bits數(shù)據(jù)存儲在非易失性存儲器EEPROM中。第二步工作為多項(xiàng)式運(yùn)算，將21組擬合系數(shù)Ci全部存儲完畢后，再輸入零偏角速度NR和溫度T，與從EEPROM中讀出的Ci數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式運(yùn)算。零偏角速度NR來自加計或陀螺，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，數(shù)據(jù)串行輸入溫度主運(yùn)算器，在電路內(nèi)部進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化并行數(shù)字信號送入主運(yùn)算器中；溫度T通過溫度傳感器得到，同樣經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，數(shù)據(jù)串行輸入溫度主運(yùn)算器，在電路內(nèi)部進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化并行數(shù)字信號同樣送入主運(yùn)算器中。將Ci、NR和T三組數(shù)據(jù)在主運(yùn)算器進(jìn)行上述多項(xiàng)式運(yùn)算。多項(xiàng)式運(yùn)算后得到補(bǔ)償后的零偏角速度RateD，經(jīng)并/串轉(zhuǎn)換后可直接輸出。若需轉(zhuǎn)換為模擬信號，還需進(jìn)行反歸一化處理及并/串轉(zhuǎn)換，串行輸出數(shù)據(jù)Rate，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為所需的模擬信號NR’。附圖4所示的硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在外部角速度頻率為100kHz的情況下，經(jīng)過整個補(bǔ)償過程的運(yùn)算，輸出與輸入零偏角速度的延遲時間約為1ms，可以看具有良好的實(shí)時性。經(jīng)過試驗(yàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，微機(jī)械陀螺經(jīng)過采用本發(fā)明的溫度補(bǔ)償方法，零偏角速度減少一個數(shù)量級的偏差，可以滿足傳感器實(shí)時應(yīng)用的需要。本專利通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析建立了零偏角速度的溫度補(bǔ)償多項(xiàng)式模型。并用建立的模型對零漂角速度進(jìn)行了補(bǔ)償。從補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果可以看出：補(bǔ)償后陀螺的零漂有效減小，并趨于穩(wěn)定；零漂穩(wěn)定性得到提高，從而達(dá)到了補(bǔ)償效果，在一定程度上能夠滿足工程的應(yīng)用。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償采用5階多項(xiàng)式，擬合系數(shù)采用曲面擬合的方式，補(bǔ)償精度高；待補(bǔ)償?shù)牧闫撬俣韧ㄟ^模數(shù)轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號進(jìn)行運(yùn)算，降低了處理難度，補(bǔ)償系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)簡便，只需要通過標(biāo)準(zhǔn)的串行接口將擬合的系數(shù)寫到非易失性存儲器中，由運(yùn)算器進(jìn)行補(bǔ)償運(yùn)算，既可以由一個微運(yùn)算器獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)算，也可以與MEMS陀螺的信號處理電路集成為一體。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。