郭春宏，金 丽，唐维平，张 瑞，李孟委

(1.中北大学南通智能光机电研究院，江苏南通 226000；2.中北大学仪器与电子学院，山西太原 030051； 3.中北大学前沿交叉科学研究院，山西太原 030051)

0 引言

微机械陀螺是一种用于测量角速度或姿态角的惯性传感器。与传统机械式或光学式陀螺仪相比，微机械陀螺以其体积小、质量轻、成本低、精度高和易于集成等优点广泛应用在消费电子、汽车、工业控制系统和惯性导航等方面[1-3]。微机械陀螺是以哥氏效应为基础，在驱动模态上施加1个静电力作用，当外界有角速度输入时,其检测模态上会产生相应的受迫振动,通过检测受迫振动带来的陀螺参数变化即可标定被测角速度信号。具有高灵敏度的微陀螺结构可有效检测微弱科里奥利力的大小。微陀螺结构的灵敏度主要取决于驱动模态和检测模态的质量因子及模态匹配特性。因此对表头的频响特性测试对微机械陀螺的驱动和检测控制[4]以及模态匹配[5]等分析具有重要的意义。

针对不同驱动和检测方式的微陀螺结构需要采用不同的频响特性测试方法。目前，最常见的测试方法是采用基于通用仪器的扫频测试[6]，其原理简单，适用性强，但是其测试效率低，不适用于大批量的微陀螺频响特性测试。随后，一些小组提出采用非扫频的方法实现微机械陀螺的频响特性测试[7-11]。比如，对陀螺的驱动端施加直流阶跃信号、脉冲信号等激励信号[7-10]，通过对驱动检测端反馈信号的分析实现快速测定谐振频率与品质因子。……