本實用新型涉及慣性導航以及自動控制領域，具體是一種微機電陀螺儀穩(wěn)定零點漂移裝置。

背景技術：

傳統(tǒng)微機電陀螺儀具有體積小、質量輕、功耗小、成本低等優(yōu)點，但是其精度較低，實際應用中的噪聲和漂移會比較大，尤其是在溫度變化較大的場合，其漂移變化更大。傳統(tǒng)方法一般采用軟件根據溫度對零漂進行補償，但是陀螺儀的溫度和零漂的關系是非線性的，采用溫度補償方式只能減少部分零漂，效果不是理想。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種微機電陀螺儀穩(wěn)定零點漂移裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種微機電陀螺儀穩(wěn)定零點漂移裝置，包括主控系統(tǒng)、MEMS陀螺儀及傳感器組和零點偏移控制器，其中主控系統(tǒng)和MEMS陀螺儀及傳感器組均集成在電路板上，零點偏移控制器與MEMS陀螺儀及傳感器組的殼體接觸連接，所述MEMS陀螺儀及傳感器組中的MEMS陀螺儀為MPU6050陀螺儀加速度計和MAX2110陀螺儀加速度計，MEMS陀螺儀及傳感器組中的傳感器組為溫度傳感器，主控系統(tǒng)通過零點偏移控制器連接MEMS陀螺儀及傳感器組中MEMS陀螺儀的輸入端，而MEMS陀螺儀及傳感器組中溫度傳感器、MPU6050陀螺儀加速度計和MAX2110陀螺儀加速度計的輸出端均連接主控系統(tǒng)的輸入端；所述零點偏移控制器主要包括制冷制熱控制電路和制冷制熱模塊，其中制冷制熱模塊采用電子制冷器和電子發(fā)熱元件，制冷制熱控制電路包括制冷器驅動電路和制熱器驅動電路，其中制冷器驅動電路中的Cold sink-腳電連接電子制冷器，而制熱器驅動電路中的三極管SS8050的集電極連接電子發(fā)熱元件。

作為本實用新型進一步的方案：所述零點偏移控制器6的殼體頂部接觸連接散熱器7。

作為本實用新型進一步的方案：所述MEMS陀螺儀及傳感器組通過DC-DC電源電路連接電源，使用DC-DC電源電路集成的DC-DC穩(wěn)壓芯片穩(wěn)定給MEMS陀螺儀及傳感器組的電源電壓，實現對MEMS陀螺儀及傳感器組的單獨供電，增強陀螺儀系統(tǒng)的抗干擾能力。

作為本實用新型進一步的方案：所述電子制冷器為電子制冷片TEC12710。

作為本實用新型再進一步的方案：所述電子發(fā)熱元件為三極管B772。

作為本實用新型進一步的方案：所述主控系統(tǒng)中微處理器的型號為STM32F103C8T6，微處理器通過其SPI和I2C通信端口與MEMS陀螺儀及傳感器組進行通信，采集角速度、加速度和溫度，微處理器的兩路PWM輸出端通過制冷制熱控制電路控制連接制冷制熱模塊。

主控系統(tǒng)中的微處理器采集陀螺儀系統(tǒng)反饋的角速度、加速度、溫度數據，在整個系統(tǒng)開始工作的時候，系統(tǒng)溫度處于一個較低值，在系統(tǒng)工作中，系統(tǒng)整體收到內部器件發(fā)熱以及外部環(huán)境影響，導致陀螺儀系統(tǒng)溫度發(fā)生改變、零點偏移發(fā)生不規(guī)律的非線性改變，所以在系統(tǒng)工作中，主控系統(tǒng)采集到傳感器溫度變化、通過對零點偏移控制器中的制冷制熱部件進行控制。從而控制系統(tǒng)溫度，達到抑制因為溫度產生的MEMS陀螺儀零點隨機偏移。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用使現階段的微電子陀螺儀陀螺儀傳感器穩(wěn)定性得到大幅提高。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的微處理器電路原理圖；

圖3為本實用新型的零漂控制器制冷驅動電路原理圖；

圖4為本實用新型的零漂控制器制熱電路原理圖；

圖5為MEMS陀螺儀及傳感器組中MPU6050陀螺儀加速度計的系統(tǒng)電路；

圖6為MEMS陀螺儀及傳感器組中MAX2110陀螺儀加速度計的系統(tǒng)電路；

圖7為DC-DC電源電路原理圖；

圖8為本實用新型的一種實現設計圖（主控系統(tǒng)和陀螺儀系統(tǒng)）；

圖9為本實用新型的一種實現設計圖（零點偏移控制器）；

圖10為本實用新型的一種實現設計圖（整體裝配）。

圖中：MEMS陀螺儀及傳感器組1、電路板2、主控系統(tǒng)3、通訊接口4、電源接口5、零點偏移控制器6、散熱器7。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1～10，本實用新型實施例中，一種微機電陀螺儀穩(wěn)定零點漂移裝置，包括主控系統(tǒng)3、MEMS陀螺儀及傳感器組1和零點偏移控制器6，其中主控系統(tǒng)3和MEMS陀螺儀及傳感器組1均集成在電路板2上，零點偏移控制器6與MEMS陀螺儀及傳感器組的殼體接觸連接，從而實現溫度的控制，且零點偏移控制器6的殼體頂部接觸連接散熱器7，所述MEMS陀螺儀及傳感器組中的MEMS陀螺儀為MPU6050陀螺儀加速度計和MAX2110陀螺儀加速度計，MEMS陀螺儀及傳感器組中的傳感器組為溫度傳感器，以便于進行精確數據采集（包括角速度、加速度、溫度），主控系統(tǒng)通過零點偏移控制器連接MEMS陀螺儀及傳感器組中MEMS陀螺儀的輸入端，而MEMS陀螺儀及傳感器組中溫度傳感器、MPU6050陀螺儀加速度計和MAX2110陀螺儀加速度計的輸出端均連接主控系統(tǒng)的輸入端。

在結構上，MEMS陀螺儀及傳感器組1和零點偏移控制器6的外圍均覆蓋有金屬材質的殼體，避免零點偏移控制器6擠壓MEMS陀螺儀及傳感器組1及其電路板導致其變形，以及制冷制熱面直接接觸導致MEMS陀螺儀及傳感器組1內部系統(tǒng)溫度失衡，所述零點偏移控制器6的電源接口均固定在可以的表面，以方便電性連接。

所述零點偏移控制器主要包括制冷制熱控制電路和制冷制熱模塊，其中制冷制熱模塊采用電子制冷器（如電子制冷片TEC12710）和電子發(fā)熱元件（如三極管B772），制冷制熱控制電路包括制冷器驅動電路（如圖3）和制熱器驅動電路（如圖4），均為本技術領域內人員公知的現有電路技術，其中制冷器驅動電路中的Cold sink-腳電連接電子制冷片TEC12710，而制熱器驅動電路中的三極管SS8050的集電極連接三極管B772的基極，實現制熱驅動。

所述主控系統(tǒng)包括微處理器、晶振以及其他微處理器外圍電阻電容電路，此處的主控系統(tǒng)為現有的技術，本實用在原系統(tǒng)實現微機電陀螺儀穩(wěn)定零點漂移裝置本體的加裝，已達到節(jié)約開發(fā)成本的目的，并提高產品的市場競爭力，其中微處理器的型號為STM32F103C8T6（如圖2），微處理器通過其SPI和I2C通信端口與MEMS陀螺儀及傳感器組進行通信，采集角速度、加速度、溫度，微處理器的兩路PWM輸出端（即PA0WKUP腳和PA1腳）通過制冷制熱控制電路控制連接制冷制熱模塊，實現控制制冷制熱模塊的工作。

所述MEMS陀螺儀及傳感器組通過DC-DC電源電路連接電源，使用DC-DC電源電路集成的DC-DC穩(wěn)壓芯片穩(wěn)定給MEMS陀螺儀及傳感器組的電源電壓，實現對MEMS陀螺儀及傳感器組的單獨供電，增強陀螺儀系統(tǒng)的抗干擾能力。

本實用新型的工作原理是：

零點偏移控制器的實現方法有兩種，一種是采用電子制冷片，將電子制冷片的貼于MEMS陀螺儀及傳感器組1的殼體表面，采用微控制器控制電子制冷片的制冷功率，維持陀螺儀的溫度穩(wěn)定性。

另外一種方法是采用加熱裝置，在MEMS陀螺儀及傳感器組1剛開始工作時將陀螺儀環(huán)境溫度加熱，采用微控制器控制加熱裝置的加熱功率，維持陀螺儀的溫度穩(wěn)定性。

具體控制方法如下：

在系統(tǒng)開始工作時MEMS陀螺儀及傳感器組采集當前溫度a反饋給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)通過多路PWM控制零點偏移控制器中的制冷片（TEC12710）及制熱元件（B772）實施溫度控制，使整個系統(tǒng)運行中一直保持溫度a，從而抑制溫度變化帶來的隨機零點偏移。

對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。