微型热流陀螺仪信号检测技术：一种新的方法

"微型热流陀螺信号检测方法，赵燕，王庆，东南大学仪器科学与工程系，针对微型热流陀螺仪敏感输出信号微弱的问题，提出了交变电流驱动的信号检测方法，利用差动检测电路和相敏解调技术提高检测精度，适用于微型惯性传感器领域。" 在微型惯性传感器的研究中，微型热流陀螺仪因其独特的设计和性能优势受到了广泛关注。这种陀螺仪的核心是利用气流在哥氏加速度作用下的偏转来感应角速度。传统的陀螺仪通常包含悬挂的质量块，而微型热流陀螺仪则通过气体流动来替代这一部分，使得整体结构更简单，抗冲击和振动性能更强。 微型热流陀螺仪的工作原理依赖于加热器和温度传感器的巧妙配置。加热器在Y轴方向布置，两对对称的温度传感器沿X轴分布。在没有角速度输入时，腔体内的气流受温度梯度和重力影响沿X轴方向流动。当陀螺仪受到Z轴方向的角速度输入，就会产生哥氏加速度，使得气流在Y轴方向产生偏转，进而改变加热器附近的温度。温度变化被温度传感器捕捉，并通过差动检测电路转化为交流电压。 为了从微弱的信号中提取有用信息，论文提出采用交变电流驱动加热器，这样可以产生交变的气流和哥氏加速度，进一步导致温度变化的交变模式。然后，通过相敏解调技术与低通滤波器配合，可以有效地去除低频噪声，提高信号检测的精度。这种方法的优势在于能够有效抑制环境干扰，确保陀螺仪在高冲击、振动环境下的稳定工作。 关键词涉及的“微型惯性传感器”是指包括微型热流陀螺仪在内的小型化惯性测量装置，它们广泛应用于航空航天、汽车导航、机器人控制等对体积和稳定性要求极高的领域。热对流是热流陀螺仪的关键物理现象，通过优化气流流动和热力学过程，可以提高传感器的响应速度和灵敏度。 这篇论文深入探讨了微型热流陀螺仪的信号检测技术，通过创新的检测策略提高了传感器的性能，为微型惯性传感器领域的研究和发展提供了重要的理论和技术支持。