一种双轴MEMS陀螺组件及其标定补偿方法与流程

一种双轴mems陀螺组件及其标定补偿方法
技术领域
1.本发明涉及mems陀螺组件应用技术等领域，特别是涉及一种双轴mems陀螺组件及其标定补偿方法。


背景技术：

2.近几年来随着武器装备小型化发展，许多领域都对角速率传感器提出了更高的要求，需要具备测量精度高、环境适应能力强、体积小、重量轻等特点。现阶段mems陀螺处于高速发展阶段，mems陀螺应用技术日益成熟，研制微小型双轴mems陀螺组件市场前景广阔，而目前还缺乏成熟的技术方案。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供一种双轴mems陀螺组件及其标定补偿方法，通过合理的硬件设计，软件标定、补偿和结构布局的优化设计提高产品的测量精度和环境适应力，并减小体积、减轻重量等。
4.本发明所采用的技术方案为：一种双轴mems陀螺组件，包括：底座，所述底座内设有安装腔，所述安装腔内设有第一安装凸台和第二安装凸台；mems陀螺控制电路板，位于所述安装腔内并设于所述第一安装凸台上；盖板，位于所示安装腔的顶部并设于所述第二安装凸台上。
5.作为一种可选的技术方案，所述mems陀螺控制电路板上设有信号处理器、电源电路、陀螺电路、陀螺信号输出电路以及加速度信号电路，其中，陀螺电路的信号输出端与所述陀螺信号输出电路的信号输入端相连，所述陀螺信号输出电路的信号输出端与信号处理器相连，所述加速度信号电路的信号输出端与所述信号处理的信号输入端相连，所述电源电路与所述信号处理器相连。
6.作为一种可选的技术方案，所述信号处理器的芯片型号为stm32f103vbt6。
7.作为一种可选的技术方案，所述mems陀螺控制电路板上还设有与所述信号处理器相连的接线端子。
8.作为一种可选的技术方案，所述信号处理器内嵌陀螺标定程序，所述陀螺标定程序包括接收模块、零位补偿模块、温度获取模块、温度补偿模块、安装误差补偿处理模块以及自检模块。
9.本发明还公开了一种基于上述的双轴mems陀螺组件的标定补偿方法，包括以下步骤：系统初始化；检查时间标志位是否置位，若否，则重新初始化，若是，进入下一步；接收陀螺速率数据，并清除时间标志位；通过零位补偿模块进行零位补偿；通过温度获取模块获取温度数据，并通过温度补偿模块进行温度补偿；
进行安装误差补偿处理；检查自检标志是否置位，若否，则重新检查时间标志位是否置位并重复上述步骤，若是，则进入下一步；通过自检模块清除自检标志位，接着重新检查时间标志位是否置位并重复上述步骤。
10.本发明的有益效果为：本技术提供的双轴mems陀螺组件具有结构简单，易于加工、便于装配的优点；通过标定补偿可以提高mems陀螺的测量精度，通过合理化的结构设计，提高整个产品的抗振性能和抗冲击性能，产品具有维修方便和散热性能优异的特点，并能减小mems陀螺组件的体积。
附图说明
11.图1 为双轴mems陀螺组件的结构示意图。
12.图2为图1中取下盖板后的示意图。
13.图3为图2中取下mems陀螺控制电路板后的示意图。
14.图4是信号处理器的具体电路结构图。
15.图5是电源电路的具体电路结构图。
16.图6是陀螺电路的具体电路结构图。
17.图7是陀螺信号输出电路的具体电路结构图。
18.图8是加速度信号电路的具体电路结构图。
19.图9是接线端子的具体电路结构图。
20.图10是标定补偿数据处理过程。
21.图11是标定补偿方法的流程图。
22.图12是中断过程图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例
25.如图1、图2和图3所示，一种双轴mems陀螺组件，包括：底座1，所述底座1内设有安装腔，所述安装腔内设有第一安装凸台2和第二安装凸台3；mems陀螺控制电路板4，位于所述安装腔内并设于所述第一安装凸台2上；
盖板5，位于所示安装腔的顶部并设于所述第二安装凸台3上。其中，mems陀螺控制电路板4通过螺钉6安装于第一安装凸台2上。第一安装凸台2既为mems陀螺控制电路板4提供支撑，又对mems陀螺控制电路板4进行限位；第二安装凸台2既为盖板5提供支撑，又对盖板5进行限位。本实施例中，通过通过合理化的结构设计，提高整个产品的抗振性能和抗冲击性能，产品具有维修方便和散热性能优异的特点，并能减小mems陀螺组件的体积。
26.作为一种可选的实施方式，所述mems陀螺控制电路板上设有信号处理器、电源电路、陀螺电路、陀螺信号输出电路以及加速度信号电路，其中，陀螺电路的信号输出端与所述陀螺信号输出电路的信号输入端相连，所述陀螺信号输出电路的信号输出端与信号处理器相连，所述加速度信号电路的信号输出端与所述信号处理的信号输入端相连，所述电源电路与所述信号处理器相连。所述信号处理器的芯片型号为stm32f103vbt6。所述mems陀螺控制电路板上还设有与所述信号处理器相连的接线端子。
27.其中，信号处理器的具体电路结构如图4所示，电源电路的具体电路结构如图5所示，陀螺电路的具体电路结构如图6所示，陀螺信号输出电路的具体电路结构如图7所示，加速度信号电路的具体电路结构如图8所示，以及接线端子的具体电路结构如图9所示。本实施例中，通过arm芯片stm32f103vbt6为核心控制芯片，对mems陀螺输出信号进行后续处理，实现对外输出数字量的形式，并实现了产品输出格式的可选择性。
28.作为一种可选的实施方式，所述信号处理器内嵌陀螺标定程序，所述陀螺标定程序包括接收模块、零位补偿模块、温度获取模块、温度补偿模块、安装误差补偿处理模块以及自检模块。通过上述模块进行标定补偿式，具体数据处理过程如图10所示，将陀螺原始数据g经过加计数据f和线加速度修正矩阵h相乘后获得的数据进行处理，再进行温度偏移和常值偏移，接着进行标度因素处理，最后与安装误差修正矩阵进行相乘获得最终的陀螺输出速率数据r。
29.如图11所示，本发明还公开了一种基于上述的双轴mems陀螺组件的标定补偿方法，包括以下步骤：系统初始化；检查时间标志位是否置位，若否，则重新初始化，若是，进入下一步；接收陀螺速率数据，并清除时间标志位；通过零位补偿模块进行零位补偿；通过温度获取模块获取温度数据，并通过温度补偿模块进行温度补偿；进行安装误差补偿处理；检查自检标志是否置位，若否，则重新检查时间标志位是否置位并重复上述步骤，若是，则进入下一步；通过自检模块清除自检标志位，接着重新检查时间标志位是否置位并重复上述步骤。其中，上述方法还涉及中断过程，具体如图12所示，系统时间更新并踢狗后，输出角速率数据，并结束中断。本实施例中，通过该方法可以对mems陀螺进行零位补偿、温度补偿、标度因数补偿以及安装误差的修正，提高了mems陀螺的测量精度。
30.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本
发明的保护范围之内。