Identification et compensation des erreurs de phase de démodulation pour les gyroscopes MEMS au-dessus de la température

Les gyroscopes MEMS sont des capteurs de vitesse angulaire clés dans la navigation inertielle, appréciés pour leur faible coût, leur petite taille et leur faible consommation d'énergie. Ils fonctionnent selon le principe de Coriolis, utilisant l'entraînement électrostatique et la détection capacitive, et peuvent être modélisés comme un système masse-ressort-amortisseur. Cependant, leurs performances sont dégradées par des erreurs telles que la séparation de fréquence, le couplage de rigidité et, en particulier, l'erreur de phase de démodulation induite par la température, qui aggrave la sortie à taux zéro (ZRO).

Une équipe de l'Université Beihang, de l'Université Zhejiang et de l'Université des sciences et technologies de Nanjing a proposé une méthode d'identification d'erreur de phase de haute précision ne nécessitant aucun instrument supplémentaire. En appliquant des forces électrostatiques aux électrodes de correction en quadrature, l'erreur de phase de démodulation peut être identifiée sur toute la plage de température. Des expériences ont confirmé sa cohérence et sa précision.

La méthode, basée sur le taux angulaire équivalent induit par la tension en quadrature (QIR), a été comparée à l'approche du taux équivalent induit par Coriolis (CIR) en utilisant quatre gyroscopes à masse quadratique (QMG). Des tests sur différentes températures ont montré que la compensation QIR entraînait une ZRO plus faible et une meilleure répétabilité.