于丽霞，秦 丽，王淑英，吉腾飞，鲍爱达

（1.中北大学电子测试技术重点实验室，山西 太原 030051；2.中北大学信息与通信工程学院，山西 太原 030051；3.中北大学仪器与电子学院，山西 太原 030051）

0 引言

硅微机械陀螺仪作为惯性导航系统的关键器件之一，通常与弹体同步装配，记录弹体的动态信息。在实际应用环境下，常伴随高温、温变、瞬态高温等恶劣环境，而制作微陀螺仪芯片的硅材料的物理特性受温度变化影响显著，从而会影响微陀螺仪的标度因数和零偏等参数，造成测试弹体信息的精确度下降。为此，开展模拟恶劣温度环境的可靠性试验与评估研究不容忽视。目前，国内外对微机械陀螺仪的研究大都是针对误差补偿以提高输出精度为目的，而对其在恶劣环境下的失效模式、失效机理以及可靠性试验和评估的研究较少［1-5］。本文针对此问题，提出了温度应力下微陀螺仪的加速寿命评估方法。

1 微陀螺仪的工作原理及敏感应力分析

1.1 工作原理

硅微机械陀螺仪的结构形式各不相同，但都包含驱动模块和检测模块两部分，其中静电驱动、电容检测方式最为常见。图1所示为工作原理示意图，驱动质量块和检测质量块在静电力作用下沿x 驱动方向振动，当垂直于x 和y 方向所在平面的z 方向有角速度输入时，根据哥氏效应，检测质量块会沿y 方向运动，通过检测质量块在y 方向的位移变化量即可获得z 方向的角速度大小［6］。

1.2 敏感应力分析

环境对微陀螺仪的测试精度影响较大，如：振动、温度、电磁干扰和气压变化等都会对陀螺仪的输出造成一定程度的影响。……