文章编号１００４－９２４Ｘ（２０１３）１０－２５６６－０８悬浮转子式微陀螺的反电动势转速检测翁睿１，张海峰１＊，刘晓为１，２（１．哈尔滨工业大学ＭＥＭＳ中心，黑龙江哈尔滨１５０００１；２．微系统与微结构制造教育部重点实验室，黑龙江哈尔滨１５０００摘要：根据液浮转子式微陀螺闭环驱动系统对转子转速测量的需求，提出了一种适用于悬浮转子式微陀螺的反电动势转速检测方法。根据楞次定律，永磁转子在附有检测线圈的定子中转动时，会切割磁感线感应出反电动势。对反电动势信号进行分析，即可测得转子的转速。由于检测线圈与驱动线圈共用定子铁芯，这种检测方法在降低定子结构复杂度的同时，也引入了矩形波驱动信号带来的毛刺干扰。干扰信号经过模拟低通滤波器衰减后，通过模数转换器转换为数字信号。该信号通过单片机上运行的过零检测算法处理后，即可得到当前转子的转速。测试结果表明，该转速检测系统在刷新率为４Ｈｚ、转速达到５０００ｒ／ｍｉｎ以上时，测量值的相对误差在０．３％以内，其非线性误差为０．４１％，能够满足对悬浮转子式微陀螺转速进行检测的要求。关键词：微陀螺；悬浮转子；转速测量；反电动势；嵌入式算法中图分类号：ＴＢ９３４文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＯＰＥ．２０１３２１１０．２５６６ＢａｃｋＥＭＦｓｐｅｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｓｕｓｐｅｎｄｅｄｒｏｔｏｒｍｉＷＥＮＧＲｕｉ１，ＺＨＡＮＧＨａｉ－ｆｅｎｇ１＊，ＬＩＵＸｉａｏ－ｗｅｉ１，２（１．ＭＥＭＳＣｅｎｔｅｒ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｃｒｏ－ｓｙｓｔｅｍｓａｎｄＭｉｃｒｏ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐｄｒｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎａｌｉｑｕｉｄｓｕｓｐｅｎｄｅｄｒｏｔｏｒｇｙｒｏｓｃｏｐｅｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｒｏｔｏｒｓｐｅｅｄｓ，ａＢａｃｋ－ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅＦｏｒｃｅ（ＥＭＦ）ｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｄｅｔｅｃ－ｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔｈｅｓｕｓｐｅｎｄｅｄｒｏｔｏｒｇｙｒｏｓｃｏｐｅ．ＡｓｉｎｄｕｃｔｉｏｎｃｏｉｌｓｗｏｒｋｏｎＬｅｎｚ＇ｓｌａｗ，ｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｏｆｒｏｔｏｒｃａｎｂｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｂａｃｋ－ＥＭＦｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙａｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔ－ｉｓｍ（ｐ－ｍ）ｒｏｔｏｒ．Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｃｏｉｌａｎｄｄｒｉｖｉｎｇｃｏｉｌｓｈａｒｅｔｈｅｓａｍｅｓｔａｔｏｒｃｏｒｅ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｍ收稿日期：２０１３－０５－２３；修订日期：２０１３－０７－０３．基金项目：国家重大科学研究计划资助项目（Ｎｏ．２０１２ＣＢ９３４１０４）；国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．６１０７１０３７）；哈尔滨工业大学科研创新基金资助项目（Ｎｏ．ＨＩＴ．ＮＳＲＩＦ．２０１４０４０）翁睿，等：悬浮转子式微陀螺的反电动势转速检测第１０期２５６７ｅｒｒｏｒｏｆｄｅｔｅｃｔｅｄｖａｌｕｅｃａｎｂｅｗｉｔｈｉｎ０．３％，ａｎｄｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｒｒｏｒｉｓ０．４１％ｗｈｅｎａｒｅｆｒｅｓｈｆｒｅｑｕｅｎ－ｃｙｉｓ４Ｈｚａｎｄｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｒｅａｃｈｅｓ５０００ｒ／ｍｉｎ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｒｏ－ｔａｔｉｎｇｓｐｅｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｇｙｒｏｓｃｏｐｅ；ｓｕｓｐｅｎｄｅｄｒｏｔｏｒ；ｒｏｔａｔｉｎｇｓ想的检测精度、快速的响应时间和高可靠性。引言１液浮陀螺的结构和工作原理２非硅工艺的微机械陀螺凭借其小体积、高精度和低成本等优势...