本發(fā)明涉及慣性技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及雙軸數(shù)字陀螺儀及陀螺儀多層次誤差補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

過去普遍使用機(jī)械式的角速率陀螺，如液浮角速率陀螺、撓性有旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的角速率陀螺等，這些角速率陀螺在實(shí)際應(yīng)用中存在體積的大，價(jià)格昂貴、易損壞的缺點(diǎn)；

隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了許多微機(jī)械-電子系統(tǒng)的角速率陀螺，如開環(huán)角速率陀螺等，但這類角速率陀螺的輸出受技術(shù)和和成本影響，陀螺的零位漂移受溫度影響很大，有的角速率陀螺的零位偏差沒有經(jīng)過補(bǔ)償，且輸出電壓受溫度的影響很大，其輸出結(jié)果有較大誤差，如果直接采用角速率陀螺的輸出數(shù)據(jù)，則不能真實(shí)地反應(yīng)載體的運(yùn)動(dòng)，從而會(huì)對用戶載體的運(yùn)動(dòng)監(jiān)測及控制產(chǎn)生重大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在至少解決所述的技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種雙軸數(shù)字陀螺儀，包括主控模塊、陀螺傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、輸出模塊；所述陀螺傳感器連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、輸出模塊依次連接；

所述陀螺傳感器包括角速率感應(yīng)傳感器和溫度傳感器；所述角速率感應(yīng)傳感器用于感測陀螺旋轉(zhuǎn)角速度，獲得角速率數(shù)據(jù)，并將角速率數(shù)據(jù)發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述溫度傳感器，用于采集陀螺傳感器的溫度信號(hào)，并將溫度信號(hào)發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換模塊；

所述A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于接收角速率感應(yīng)傳感器和溫度傳感器發(fā)送的角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)，并將所述角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)輸送到主控模塊；

所述主控模塊包括主控芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路；所述時(shí)鐘電路、復(fù)位電路分別與主控芯片連接，所述主控芯片接收A/D轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)，并將角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次補(bǔ)償算法，得出初始補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)；并將補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)進(jìn)行第二次補(bǔ)償算法，得到最終補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)；

所述輸出模塊連接主控模塊，用于將二次補(bǔ)償后的最終角速率數(shù)據(jù)輸出。

優(yōu)選的，所述陀螺傳感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊分別設(shè)置為兩組，且分別設(shè)置在陀螺的X軸方向和Y軸方向，其中，所述陀螺傳感器包括：X軸方向角速率感應(yīng)傳感器、X軸方向溫度傳感器、Y軸方向角速率感應(yīng)傳感器、Y軸方向溫度傳感器,其中，所述X軸方向角速率感應(yīng)傳感器、X軸方向溫度傳感器與X軸方向的A/D轉(zhuǎn)換模塊相連；所述Y軸方向角速率感應(yīng)傳感器、Y軸方向溫度傳感器與Y軸方向的A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。

優(yōu)選的，所述主控模塊執(zhí)行所述第一次補(bǔ)償算法，具體包括以下步驟：

在常溫下采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)，包括：采集多組預(yù)設(shè)時(shí)間范圍的零位輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間梯度，對所述X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑，求得平均值，然后利用各平均值求出各組平均值；

計(jì)算出量程范圍內(nèi)的各點(diǎn)平均測量值信息，使用最小二乘法將平均測量值擬合計(jì)算得到比例因子；

利用前面計(jì)算得到的比例因子得出其零位偏移，根據(jù)計(jì)算得到的比例因子和零位偏移建立系統(tǒng)補(bǔ)償模型，得出角速率數(shù)據(jù)輸出值。

優(yōu)選的，所述第二次補(bǔ)償算法具體包括以下步驟：

建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型；

在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)溫度梯度采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各溫度下的比例因子和零位偏移；

利用最小二乘法將比例因子和零位偏移擬合，得到比例因子與溫度梯度的二次關(guān)系，零位偏移與溫度的三次關(guān)系，進(jìn)行二次補(bǔ)償，得出各溫度節(jié)點(diǎn)下的角速率數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還提供一種陀螺儀多層次誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，具體包括，

步驟S1，在常溫下，利用陀螺儀的角速率感應(yīng)傳感器，采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)；

步驟S2，將采集的角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后并利用第一次補(bǔ)償算法進(jìn)行處理，得出補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)；

所述第一次補(bǔ)償算法的計(jì)算過程包括：

步驟S201，在常溫下采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)；具體包括，采集多組預(yù)設(shè)時(shí)間范圍的零位輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間梯度，對所述X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑，求得平均值，然后利用各平均值求出各組平均值；

步驟S202，計(jì)算出量程范圍內(nèi)的各點(diǎn)平均測量值信息，使用最小二乘法將平均測量值擬合計(jì)算得到比例因子；

步驟S203，利用前面計(jì)算得到的比例因子得出其零位偏移，根據(jù)計(jì)算得到的比例因子和零位偏移建立系統(tǒng)補(bǔ)償模型。

步驟S3，利用溫度傳感器采集溫度信號(hào)，將溫度信號(hào)和補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次補(bǔ)償算法，并利用第二次補(bǔ)償算法進(jìn)行二次補(bǔ)償，得出各溫度節(jié)點(diǎn)下的角速率數(shù)據(jù)。

步驟S3中所述第二次補(bǔ)償算法的計(jì)算過程包括：

步驟S301，建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型；在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)溫度梯度采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各溫度下的比例因子和零位偏移；

步驟S302，利用最小二乘法將比例因子和零位偏移擬合，得到比例因子與溫度梯度的二次關(guān)系，零位偏移與溫度的三次關(guān)系；

步驟S303，根據(jù)擬合結(jié)果，建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型；進(jìn)行二次補(bǔ)償，得出各溫度節(jié)點(diǎn)下的角速率數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，步驟S201中，采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)時(shí)，采集多組預(yù)設(shè)時(shí)間范圍的零位輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)固定時(shí)間梯度，進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑，求得平均值，然后利用各平均值求出各組平均值。

優(yōu)選的，步驟S301中所述建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型時(shí)，采用在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度梯度采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述角速率感應(yīng)傳感器和溫度傳感器共設(shè)有兩組包括X軸方向角速率感應(yīng)傳感器、X軸方向溫度傳感器、Y軸方向角速率感應(yīng)傳感器、Y軸方向溫度傳感器,其中，所述X軸方向角速率感應(yīng)傳感器、X軸方向溫度傳感器與X軸方向的A/D轉(zhuǎn)換模塊相連；所述Y軸方向角速率感應(yīng)傳感器、Y軸方向溫度傳感器與Y軸方向的A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面的實(shí)施例提供的雙軸數(shù)字陀螺儀及陀螺儀多層次誤差補(bǔ)償方法相比于現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下優(yōu)點(diǎn)

1、可以針對角速率傳感器的系統(tǒng)零位偏差、零位偏差溫度靈敏度、比例因子、比例因子溫度靈敏度等特性，進(jìn)行兩次補(bǔ)償，從而保證輸出數(shù)據(jù)的比例因子恒定，保證測量精度。

2、陀螺芯片和溫度傳感器集成在一起，能更精準(zhǔn)的測試陀螺芯片的工作溫度，計(jì)算出補(bǔ)償溫度補(bǔ)償公式對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。可在-40℃到+85℃范圍內(nèi)檢測和實(shí)現(xiàn)對零點(diǎn)和比例因子的漂移及溫度引起的機(jī)械結(jié)構(gòu)變化帶來的影響進(jìn)行補(bǔ)償。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明一種雙軸數(shù)字陀螺儀的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種雙軸數(shù)字陀螺儀的主控電路模塊的電路原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種雙軸數(shù)字陀螺儀的輸出電路模塊的電路原理圖；

圖4為本發(fā)明一種陀螺儀多層次誤差補(bǔ)償方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明一方面的實(shí)施例提出一種雙軸數(shù)字陀螺儀，包括主控模塊、陀螺傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、輸出模塊；陀螺傳感器連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、輸出模塊依次連接；陀螺傳感器包括角速率感應(yīng)傳感器和溫度傳感器；角速率感應(yīng)傳感器用于感測陀螺旋轉(zhuǎn)角速度，獲得角速率數(shù)據(jù)，并將角速率數(shù)據(jù)發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換模塊；溫度傳感器用于采集陀螺傳感器的溫度信號(hào)，并將溫度信號(hào)發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于接收角速率感應(yīng)傳感器和溫度傳感器發(fā)送的角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)，并將角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)輸送到主控模塊。

陀螺傳感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊分別設(shè)置為兩組，且分別設(shè)置在陀螺的X軸方向和Y軸方向，其中，陀螺傳感器包括：X軸方向角速率感應(yīng)傳感器、X軸方向溫度傳感器、Y軸方向角速率感應(yīng)傳感器、Y軸方向溫度傳感器,其中，X軸方向角速率感應(yīng)傳感器、X軸方向溫度傳感器與X軸方向的A/D轉(zhuǎn)換模塊相連；Y軸方向角速率感應(yīng)傳感器、Y軸方向溫度傳感器與Y軸方向的A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。

如圖2所示，主控模塊包括主控芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路；時(shí)鐘電路、復(fù)位電路分別與主控芯片連接，主控芯片采用STM32F103C8T6處理器，STM32F103C8T6的第5管腳和第6管腳之間串聯(lián)晶振Y1，晶振Y1的兩端分別連接電容C15的一端、電容C16的一端，電容C15的另一端、電容C16的另一端接地，形成時(shí)鐘電路。

復(fù)位電路包括電阻R7、電容C14，主控芯片的第7管腳連接電阻R7的一端、電容C14的一端，電阻R7的另一端接3.3V、電容C14的另一端接地，形成主控芯片的復(fù)位電路。

主控芯片接收A/D轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送的角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)，并將角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次補(bǔ)償算法，得出初始補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)；并將初始補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)和溫度信號(hào)進(jìn)行第二次補(bǔ)償算法。第一次補(bǔ)償算法，具體包括以下步驟：

步驟1，在常溫下采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)；具體為，采集多組預(yù)設(shè)時(shí)間范圍的零位輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)固定時(shí)間梯度，進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑，求得平均值，然后利用各平均值求出各組平均值。其中數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理的過程，包括去除噪聲數(shù)據(jù)、求取本時(shí)間梯度的平均值；然后再根據(jù)各個(gè)時(shí)間梯度的平均值進(jìn)行加和或加權(quán)計(jì)算求出該時(shí)間范圍內(nèi)的最終平均值。

步驟2，計(jì)算出量程范圍內(nèi)的各點(diǎn)平均測量值信息，使用最小二乘法將平均測量值擬合計(jì)算得到比例因子；

步驟3，利用前面計(jì)算得到的比例因子得出其零位偏移，根據(jù)計(jì)算得到的比例因子和零位偏移建立系統(tǒng)補(bǔ)償模型，得出角速率數(shù)據(jù)輸出值。

第二次補(bǔ)償算法具體包括以下步驟：

步驟4，建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型；具體包括，在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)溫度梯度采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各溫度下的比例因子和零位偏移；

步驟5，在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度梯度采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各溫度下的比例因子和零位偏移；

步驟6、利用最小二乘法將比例因子和零位偏移擬合，得到比例因子與溫度梯度的二次關(guān)系，零位偏移與溫度的三次關(guān)系，進(jìn)行二次補(bǔ)償，得出各溫度節(jié)點(diǎn)下的角速率數(shù)據(jù)。

具體為，在步驟1-步驟3中，

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GJB2426A-2004光纖陀螺儀測試方法計(jì)算其零位偏移F₀，采集4組100s的數(shù)據(jù)，對其做1s平滑，求出每組平滑后數(shù)據(jù)的平均值，然后再求平均，建立零位偏移系統(tǒng)補(bǔ)償模型，利用前面計(jì)算得到的比例因子得出其零偏。

具體為首先根據(jù)測量數(shù)據(jù)Ω_ij和角速率輸出值計(jì)算出量程范圍內(nèi)的各點(diǎn)平均測量值信息；

建立零位偏移建立系統(tǒng)補(bǔ)償模型

F_j＝K·Ω_ij+F₀+V_j

使用最小二乘法將平均測量值擬合計(jì)算得到比例因子

進(jìn)而求得零位偏移F₀滿足

則補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù)

其中，Ω_ij為第j個(gè)輸入角速度，為陀螺在第j個(gè)輸入角速度第p個(gè)輸出數(shù)據(jù)，K比例因子，K₀為原始陀螺芯片比例因子，F(xiàn)₀為零位偏移，F(xiàn)_j為陀螺儀在第_j個(gè)輸入角速度輸出量平均值，CS為補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù),V_j為擬合零位誤差。

具體為，在步驟4-步驟6中；

在-40℃—60℃溫度范圍內(nèi)每5℃采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各溫度下的比例因子和零位偏移，利用最小二乘法將比例因子和零位偏移擬合得到比例因子和零位偏移與溫度的關(guān)系。

具體為根據(jù)上述步驟1-步驟3中分別求得的溫度T時(shí)刻時(shí)比例因子K_T和零位偏移量F_0T

根據(jù)多項(xiàng)式擬合Q(t)＝a₀tⁿ+a₁t^n-1+…+a_n-1t¹+a_n

建立比例因子K_T與溫度T的二次關(guān)系

K_T＝a₁T²+b₁T+c₁

建立零位偏移量F_0T與溫度T的三次關(guān)系

F_0T＝a₂T³+b₂T²+c₂T+d₂

使用最小二乘法將平均測量值擬合系數(shù)a₁、b₁、c₁a₂、b₂、c₂、d₂

第二次補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù)

其中，K_T為溫度T時(shí)陀螺芯片比例因子；F_0T為溫度T時(shí)的零位偏移量；CS第一次為補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù)；K₀為原始陀螺芯片比例因子。

輸出模塊連接主控模塊，用于將二次補(bǔ)償后的最終角速率數(shù)據(jù)輸出。

如圖3所示，輸出模塊包括芯片U3、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、電阻R4、電阻R5；芯片U3優(yōu)選的選用串口芯片MAX3160EAP，芯片U3的電源輸入端連接電容C9的一端，電容C9的另一端接地；芯片U3的第一輸出端與第二輸出端之間串聯(lián)電阻R4，芯片U3的第一輸入端與第二輸入端之間串聯(lián)電阻R5，第一輸出端、第二輸出端、第一輸入端、第二輸入端分別連接相應(yīng)的串口接口J6、J5、J4、J3。

如圖4所示，本發(fā)明還提出一種陀螺儀多層次誤差補(bǔ)償方法，具體包括；

步驟S1，在常溫下，利用角速率感應(yīng)傳感器，采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)；

步驟S2，將采集的角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后并利用第一次補(bǔ)償算法進(jìn)行處理，得出補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)；

步驟S3，利用溫度傳感器采集溫度信號(hào)，將溫度信號(hào)和補(bǔ)償角速率數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次補(bǔ)償算法，并利用第二次補(bǔ)償算法進(jìn)行二次補(bǔ)償，得出各溫度節(jié)點(diǎn)下的角速率數(shù)據(jù)。

步驟S2中第一次補(bǔ)償算法具體為：

步驟S201，在常溫下采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)；

步驟S201中，采集X軸、Y軸角速率數(shù)據(jù)時(shí)，采集多組預(yù)設(shè)時(shí)間范圍的零位輸出數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)固定時(shí)間梯度，進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑，求得平均值，然后利用各平均值求出各組平均值。

步驟S202，計(jì)算出量程范圍內(nèi)的各點(diǎn)平均測量值信息，使用最小二乘法將平均測量值擬合計(jì)算得到比例因子；

步驟S203，利用前面計(jì)算得到的比例因子得出其零位偏移，根據(jù)計(jì)算得到的比例因子和零位偏移建立系統(tǒng)補(bǔ)償模型。

具體為依據(jù)標(biāo)準(zhǔn):GJB2426A-2004光纖陀螺儀測試方法計(jì)算其零位偏移F₀，采集4組100s的數(shù)據(jù)，對其做1s平滑，求出每組平滑后數(shù)據(jù)的平均值，然后再求平均，建立零位偏移系統(tǒng)補(bǔ)償模型，利用前面計(jì)算得到的比例因子得出其零位偏移量。

具體為首先根據(jù)測量數(shù)據(jù)Ω_ij和角速率輸出值計(jì)算出量程范圍內(nèi)的各點(diǎn)平均測量值信息，

建立零位偏移建立系統(tǒng)補(bǔ)償模型

F_j＝K·Ω_ij+F₀+V_j

使用最小二乘法將平均測量值擬合計(jì)算得到比例因子

進(jìn)而求得零位偏移F₀滿足

則補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù)

其中，Ω_ij為第j個(gè)輸入角速度，為陀螺在第j個(gè)輸入角速度第p個(gè)輸出數(shù)據(jù)，K比例因子，K₀為原始陀螺芯片比例因子，F(xiàn)₀為零位偏移，F(xiàn)_j為陀螺儀在第_j個(gè)輸入角速度輸出量平均值，CS為補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù),V_j為擬合零位誤差。

步驟S3中第二次補(bǔ)償算法具體為：

步驟S301，建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型；

步驟S301中建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型時(shí)，采用在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度梯度采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)。

步驟S302，利用最小二乘法將比例因子和零位偏移擬合，得到比例因子與溫度梯度的二次關(guān)系，零位偏移與溫度的三次關(guān)系；

步驟S303，根據(jù)擬合結(jié)果，建立基于溫度的陀螺溫度漂移誤差補(bǔ)償模型；進(jìn)行二次補(bǔ)償，得出各溫度節(jié)點(diǎn)下的角速率數(shù)據(jù)。

具體為，

具體為，在步驟4-步驟6中，

在-40℃—60℃溫度范圍內(nèi)每5℃采集一組X軸、Y軸角速率的全量程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各溫度下的比例因子和零位偏移，利用最小二乘法將比例因子和零位偏移擬合得到比例因子和零位偏移與溫度的關(guān)系。

具體為根據(jù)上述步驟S201-步驟S203中分別求得的溫度T時(shí)比例因子K_T和溫度T時(shí)零位偏移量F_0T

根據(jù)多項(xiàng)式擬合Q(t)＝a₀tⁿ+a₁t^n-1+…+a_n-1t¹+a_n

建立比例因子K_T與溫度T的二次關(guān)系

K_T＝a₁T²+b₁T+c₁

建立零位偏移量F_0T與溫度T的三次關(guān)系

F_0T＝a₂T³+b₂T²+c₂T+d₂

使用最小二乘法將平均測量值擬合系數(shù)a₁、b₁、c₁a₂、b₂、c₂、d₂

第二次補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù)

其中，K_T為溫度T時(shí)陀螺芯片比例因子；F_0T為溫度T時(shí)零位偏移量；CS第一次為補(bǔ)償后的角速率數(shù)據(jù)；K₀為原始陀螺芯片比例因子。

輸出模塊連接主控模塊，用于將二次補(bǔ)償后的最終角速率數(shù)據(jù)輸出。

經(jīng)分析，比例因子采用二次擬合，零位偏移采用三次擬合比較簡便且擬合度高，

然后在一次補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上進(jìn)行二次補(bǔ)償，此次補(bǔ)償消除了因溫度引起的偏差。本發(fā)明可以針對角速率傳感器的系統(tǒng)零位偏差、零位偏差溫度靈敏度、比例因子、比例因子溫度靈敏度等特性，進(jìn)行兩次補(bǔ)償，從而保證輸出數(shù)據(jù)的比例因子恒定，保證測量精度。

陀螺芯片和溫度傳感器集成在一起，能更精準(zhǔn)的測試陀螺芯片的工作溫度，計(jì)算出補(bǔ)償溫度補(bǔ)償公式對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正?？稍?40℃到+85℃范圍內(nèi)檢測和實(shí)現(xiàn)對零點(diǎn)和比例因子的漂移及溫度引起的機(jī)械結(jié)構(gòu)變化帶來的影響進(jìn)行補(bǔ)償。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不預(yù)設(shè)指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。