根据本发明的陀螺仪结构传递两个信号，一个信号表示检测质量块在检测方向上 的运动，且一个信号表示激励质量块在检测方向上的位移。
[0151] 在分别针对采用电容式检测的陀螺仪的结构和采用压阻式检测的陀螺仪的结构 的图6和7中概括示出了这些信号的处理装置。
[0152] 在所示示例中，处理装置对两个检测信号应用以下步骤：
[0153] 放大检测信号步骤；
[0154] 可能的解调步骤，实际上在一般情况下，使用频率为fe= ? 72 31 >>f。的读取电压 来调制检测信号。因而将信号解调并滤波，从而使信号达到方程式（1)的频率&=? </2 31，
[0155] 信号解调滤波步骤，以便使用最后的滤波器限定的带宽来获得检测质量块的转 速。
[0156] 对于放大步骤，在电容式检测的情况下，该放大步骤是将电容变化变换为电压变 化的步骤，使用电容读取级，电容读取级例如为C2V(电容-电压转换器）级。在此情况下， 可变电容器的电极被连接到线性放大器的一输入端上，该输入端经由并联的电容器Ci和 电阻器Ri被连接到放大器的输出端上。
[0157] 放大器的另一输入端被接地。如果电压VidCOS(COj)被施加到可变电容器的另一 侧上，并且如果《e?lARiCi)，那么C2V级的输出电压为-VQ*AC/Ci。
[0158] 在压阻式检测的情况下，使用压阻式读取级。压阻式仪表有利地被设置在惠斯通 桥（Wheatstonebridge)配置中。这则需要读取电压变化，对电压变化的读取能够通过使 用差分线性放大器或者一组具有差分输入端的放大器来完成。尤其是，能够使用一组三个 线性放大器以构成被称为仪器的放大器，该仪器能够具有非常低的读取噪声。
[0159] 举例来说，能够使用AnalogDevices?所售的AD8428型仪器放大器。
[0160] 优选地，关于激励质量块的悬挂装置，选择沿检测轴线的刚性远大于在激励方向 上的刚性的激励质量块的悬挂装置，从而限制科里奥利力的作用相对于正交偏置的作用。
[0161] 实际上，科里奥利力被施加到激励质量块上。如果该科里奥利力Ffi与偏置引起的 等效力FBq相比较，则得到：
[0163] kyl和kxl分别是激励质量块的悬挂装置在检测方向和激励方向上的弹簧常数。
[0164] 通过将激励质量块的悬挂装置选择为kyl>>kxl，由于科里奥利力造成的干扰最多 比正交偏置的作用小2或3个数量级。例如，kyl/kxl大于100。
[0165] 在所示示例中，在陀螺仪采用电容式检测的情况下，处理装置包括将电容变化变 换为电压变化的装置I，可能存在的对信号解调和滤波以将信号变换到频率&= ? </2 31的 装置II以及解调滤波以使用装置III的滤波器限定的带宽获得检测质量块MD的转速的装 置III。
[0166] 在所示示例中，在陀螺仪采用压阻式检测的情况下，处理装置包括形成上文中 所述的仪器放大器的装置I'，可能存在的对信号解调和滤波以将信号变换到频率& = ?。/2 的装置II'，以及解调滤波以使用装置III'的滤波器限定的带宽获得检测质量块 的转速的装置III'。
[0167] 处理装置因此由以下方式传递：
[0168] 基于检测质量块MD的检测信号来传递处理后的信号I和Q，以使得Q~Bq(正交 偏置）且I~Bi+Q(相位偏置与转速之和）。
[0169] 基于激励质量块的检测信号来传递处理后的信号I'和Q'，以使得Q'~Bq/A(正 交偏置Bq与放大因数A的比率）且I'~Bi/A(相位偏置与放大因数A的比率）。
[0170] 随后通过计算比率Q/Q'来确定放大因数。
[0171] 由此，任何时候也能够通过计算I'XQ/Q'而导出相位偏置Bi。
[0172] 如此，得益于本发明，任何时候都能够使用关系（I)、相位偏置Bi和正交偏置Bq来 获得放大因数A。
[0173] 随着放大因数A的得知，可以确定结构的灵敏度。实际上，调频工作模式下的灵敏 度由以下关系给出：
[0175] 在非调频工作模式下，灵敏度由以下关系给出：
[0177] 通过使用这些参数可以简单实现陀螺仪的校准而不需要依赖复杂的旋转表。
[0178] 此外，重校准陀螺仪的步骤能够以简化方式进行。例如，重校准步骤能够在陀螺仪 所处的环境的温度大幅变化的时候被启动。实际上，所获得的参数是在陀螺仪的工作温度 下获得的。如此，如果检测到温度的变化，那么能够启动重校准陀螺仪的步骤。
[0179] 优选地，重校准步骤使得重校准为周期性的，并且还优选地使得重校准为连续性 的。
[0180] 在此对测量值的解调之后的信号处理的仿真进行说明，解调由Xcos软件来完成。
[0181] 仿真参数如下：
[0182] 谐振激励频率：20kHz;
[0183] 谐振检测频率：21kHz;
[0184] 检测中的品质因数：Qs= 10000 ;
[0185] 检测谐振器的放大倍数A:10. 756;
[0186]测量的白噪声：0. 01° /s/VHz;
[0187] 解调器的相位误差：Om= 1° ;
[0188] 解调器的相位噪声：Onciise= 10 5rad/VHz;
[0189] 正交偏置信号：1000。/s;
[0190] 相位偏置信号：-1〇〇。/s;
[0191] 检测质量块上测量的信号的带宽：100Hz;
[0192] 激励质量块上测量的信号的带宽：1Hz。
[0193] 由于滤波器为1Hz，所以该仿真覆盖了IOs的时长，在2s处开始对数据进行处理。
[0194]Q被认为是〇,如此检测质量块上的测量值I直接给出在检测质量块上测量的相 位偏置Bi。
[0195] 图8示出了放大因数A按照比率Q/Q'获得的时间的变化。平均而言，A等于 10. 755,其理论值为10. 756,分辨率为0. 003。
[0196] 通过使用该放大因数和测量值I'，相位偏置能够被重构并且相位偏置的值能够被 估计。在当前情况下，获得的重构的相位偏置为-117. 45° /s，而不是在检测质量块MD上 测量到的118. 46° /s，该相位偏置如上文所述由检测质量块MD上的信号I给出。
[0197] 因此获得的相位偏置平均为r/s且分辨率为0.29° /s，而检测质量块上检测到
I)之间的差随着时间的变化。
[0198] 该r/s的差是由检测谐振器引入的移位fpTF引起的。
[0199] 考虑到解调误差，比率Q/Q'的值为：
[0201] 已知在一般情况下，Bi〈Bq;并且在代表真实情况的本文的情况下，（pTF=lO_3rad, 比率Q/Q'给出了具有良好精确度的系数A的估值。
[0202] 考虑到解调误差，获得重构的相位偏置和测量的相位偏置之间的差：
[0203]
[0204] 由电子器件引入的相位误差则因此可能被解决，但是由检测振荡器引入的相位误 差无法被解决。
[0205] 由检测振荡器引入的误差很小，但是无法精确得知且能够随温度变化。
[0206] 实验结果使得可以评估温度系数<Pte为大约600ppm/K，这对移位随温度的的依赖 性进行量化。该系数因而比正交偏置Bq的温度系数高1个数量级。
[0207]
[0208] 这导致了剩余偏置的偏差0. 6m° /s/K，这与现有技术中的陀螺仪的剩余偏置相 比极低。实际上，对于2000° /s的满量程和40m° /s/K的偏置偏差，现有技术中的陀螺仪 的偏置在+75° /s和-75° /s之间。
[0209] 有利地，用于对激励质量块的信号滤波的滤波器的频率被选择为低于用于对检测 质量块的信号滤波的滤波器的频率，这使得在检测质量块的信号的处理和激励质量块的信 号的处理之间获得可比的测量精度。实际上，如果认为所需要的来自激励质量块上的测量 值的数据流相对较小，可使用频率低于用于对检测质量块上的信号滤波的滤波器的频率的 滤波器，来对激励质量块上的测量值滤波。
[0210] 例如，对于20kHz的激励频率和IkHz的标称频率偏置，放大因数大约为10,并因而 激励质量块上的测量值的噪声是检测质量块上的噪声的10倍。如果检测质量块的测量值 的带宽为100Hz，则利用IHz滤波器可获得相同的激励质量块的测量