EWTZ9G型陀螺及其应用 -

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

1概述
EWTZ9G型陀螺是MEC公司生产的一种用来测量载体角速率的IC，该陀螺的英文名称直译为导电塑料旋转编码器（ConductivePlasticRotaryEncoder）。它是利用MEMS技术制作的，具有可靠性高，性价比高的特点。

表1EWTZ9G型陀螺的主要参数

序号	内容	条件	最小	典型	最大	单位	备注
1	工作电压		4.75	5.00	5.25	V
2	工作电流	VCC=5.0V	5.00		11.0	mA
3	最小输出				0.3	V
4	最大输出		VCC－0.3			V
5	灵敏度	Ta=－30℃～80℃	22.50	25.00	27.5	MV/(deg/s)	从25℃开始改变
6	灵敏度漂移	Ta=－30℃～80℃	－5.00		5.0	％
7	零点输出	Ta=－30℃～80℃	2.10	2.50	2.9	V
8	零点漂移	Ta=－30℃～80℃	－10.00		10.0	％
9	动态范围		－60.00		60.0	deg/s
10	输出噪声				10.0	mVp－p
11	启动时间				1.0	sec
12	零点稳定性	0～5min	－25.00		25.0	mV
12	零点稳定性	5min～15min	－10.00		10.0	mV
13	线性度	<50deg/s	－0.50		0.5	％
13	线性度	50deg/s～60deg/s	－5.00		5.0	％
14	横轴灵敏度		－5.00		5.0	％
15	频率响应	7Hz	－7.00		－2.0	dB
16	零漂温度特性	－30℃～80℃	－50.00		50.0	mV/7.5℃	75℃为检查时的测量间隔
17	零漂电压特性		0.70		1.3
18	灵敏度电压特性		0.80		1.2

2电气特性及特点
2.1电气特性
输入电压：－0.3V～＋16V
电流消耗：30mA
工作温度：－30℃～＋80℃
贮存温度:－40℃～＋85℃
EWTZ9G型陀螺的主要参数如表1所示。
2.2需解释的几个参数
(1)启动时间：陀螺从加电到输出信号稳定时的时间间隔。
(2)动态范围：陀螺可测量的角速率范围。
(3)测量上述特性参数时,在输出端和地之间并入一个100kΩ的电阻器和一个0.01μF的电容器。
3使用要求
3.1焊接
(1)焊接：使用无腐蚀性的松香，应用无化学反应的酒精溶剂，防止焊液流入传感器;
(2）预热：100℃；

图1装配面

图2焊接面

图3参考电路

(3)焊接条件（推荐）；
焊剂：JISZ3238，H60A或H63A，
温度：250℃，
时间：小于5秒；
(4)冷却：为了防止由于热量造成的传感器恶化，应马上用风冷；
(5)手工焊接
烙铁：20瓦或更小功率，温度低于350℃，
时间：小于3秒；
(6)其他：注意在焊接端点时，订牢陀螺上的两个小垂片。
3.2清洗
如有清洗的必要，请参照表2所示的清洗剂。

表2清洗用的清洗剂

溶剂	举例	可用与否
氯化物	三氯化烯	可以
氟化物	氟里昂（TF，TES，TE）	可以
纯净水		可以
酒精	IPA，乙醇	可以
其他	汽油	不可以

3.3操作
轻拿轻放，注意不要用重物挤压及从高处坠落。
3.4电路板布局方式
参照图1和图2。
需注意以下几点：
(1)在陀螺下设计一个宽大的接地面，小垂片应与地相连。
(2)在输入电压和信号电压与地之间加入一个小电容器（0.01μF～0.1μF）。
(3)应用一个电容器（47μF～100μF）作为输入电压的备份。
3.5布局
由于该陀螺因为周围的环境有零点温度漂移，在应用该陀螺时，布局上应考虑以下几点：
(1)不要将该陀螺安放在热源附近，例如变压器。
(2)不要将该陀螺安放在影响热辐射的地方。
(3)不可将两个陀螺安放在同一块印刷电路板上，由于每个音叉的振动会引相互的零点输出，发生周期性的漂移。
3.6消除外界振动
为了防止外界的振动对该陀螺输出性能的影响，在设计印刷电路板时有以下几点注意事项：
(1)推荐使用环氧树脂印刷电路板，将传感器安装在靠近螺丝处，控制其共振频率在300Hz以上。
(2)注意不要让别的部分接触传感器。
(3)不可使固定电路板的螺丝松动。要进行详细的振动测试。
3.7参考电路
参考电路如图3所示。
(1)注意应用100kΩ的接地电阻。
(2)因为该陀螺没有供电备份部分，一旦掉电，陀螺的调谐音叉就会停止振动，重新启动将需要1秒钟的时间，因此应在供电线路中接入一个电容器以防止掉电。
(3)反向电压或大于16V的电压会损坏传感器。
(4)进行A/D转换时，和A/D转换模块共用5V电压。
(5)该陀螺的电磁兼容性中的壳体防护取决于电源接地还是外壳接地,计算组件后才可决定。
4典型应用
在作者的一项课题中，应用该陀螺与某型号加速度计组成惯性测量单元，进行短时间的制导解算，取得了理想的效果。
5结束语
EWTZ9G型陀螺作为一种微机械陀螺，具有适当的精度和较低的价格，在科研及生产中必将获得越来越广泛的应用。