[发明专利]一种MEMS电容式陀螺仪敏感结构品质因数Q值的获取方法

说明书

本发明公开了一种MEMS电容式陀螺仪敏感结构品质因数Q值的获取方法，设定一个采样时间阈值长度，采样时间阈值长度大于设定时间长度，计算输出信号衰减时间常数：第一步：以所述设定时间长度结束为起点对顺序获得的采样点信号幅值进行判断获得衰减过程连续有效点，直至达到采样时间阈值长度后结束、获得有效点的集合，第二步：建立时间常数计算坐标，将采样点信号幅值数组作为纵坐标赋值衰减过程连续有效点集合，将采样时间间隔数组作为横坐标，做有效点集合线性回归，并由此计算出时间常数。通过对数据的过滤避免传统方式对整个包络线全部数据的处理，减少了数据的处理量，提高了测试效率，解决大数据量计算慢和一致性度不够高的问题。

技术领域

本发明涉及一种MEMS电容式陀螺仪敏感结构品质因数Q值的获取方法。

背景技术

MEMS电容式陀螺仪器件的审验测试包括针对敏感结构的品质因数Q值的测试，品质因数Q值是表示振子阻尼性质的物理量，对于MEMS电容式陀螺仪器件敏感结构的品质因数Q值是根据输出信号衰减时间常数乘以MEMS电容式陀螺仪的谐振频率再乘以取绝对值得到的，其中：获取衰减时间常数传统方法是找到输出信号曲线的包络线，求出包络线各频率点幅值数组的平均值，幅值数组每一项去减掉这个平均值得到新数组，新数组通过希尔伯特变换再进行平方运算后减去不通过希尔伯特变换直接平方运算的数组，然后对这个数组进行开根号，创建一个跟这个数组对应的时间间隔dt的数组，例如0，dt，2dt，3dt…，时间间隔数组作为X，开根号计算得到的数组作为Y，通过最小绝对残差方法进行指数拟合，计算出衰减值即时间常数，这种计算方法对于大量数据的时候会有计算慢，准确度不够高的情况出现，影响了测试的效率和准确性，并且由于测试结果的多样性，会导致包络线有的特别不好找，从而引发结果的不准确。

因此，急需要一种新算法来替代这种传统方式，减少算法中的计算，解决大数据量计算慢和一致性度不够高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种MEMS电容式陀螺仪敏感结构品质因数Q值的获取方法，方法通过对数据的过滤避免传统方式对整个包络线全部数据的处理，减少了数据的处理量，提高了测试效率，简化了算法中的计算，解决了大数据量计算慢和一致性度不够高的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种MEMS电容式陀螺仪敏感结构品质因数Q值的获取方法，包括用一个采样频率采样获取陀螺仪输出信号，计算输出信号衰减时间常数，将衰减时间常数乘以MEMS电容式陀螺仪固有谐振频率再乘以取绝对值得到品质因数Q值，其中：所述输出信号是应对MEMS电容式陀螺仪固有谐振频率测试信号的输出信号，所述测试信号是按照一个设定时间长度向MEMS电容式陀螺仪施加的振动信号，其中，设定一个采样时间阈值长度，采样时间阈值长度大于设定时间长度，所述计算输出信号衰减时间常数的过程是：

第一步：以所述设定时间长度结束为起点对顺序获得的采样点信号幅值进行判断获得衰减过程连续有效点，直至达到采样时间阈值长度后结束、获得有效点的集合，有效点判断过程是：后一采样点信号幅值与前一采样点信号幅值比较，如果后一采样点信号幅值小于前一采样点信号幅值，则后一采样点为有效点，否则为无效点；

第二步：建立时间常数计算坐标，将采样点信号幅值数组作为纵坐标赋值衰减过程连续有效点集合，将采样时间间隔数组作为横坐标，做有效点集合线性回归，并由此计算出时间常数。

方案进一步是：所述采样频率选用100KHz至1MHz。

方案进一步是：所述方法进一步包括：设定采样点信号幅值辅助结束判断阈值，当采样时间未达到采样时间阈值长度，而获取的采样点信号幅值等于采样点信号幅值辅助结束判断阈值时，结束采样。

方案进一步是：所述采样点信号幅值辅助结束判断阈值是所述起点获取的采样点信号幅值的5%，当采样时间未达到采样时间阈值长度，而获取的采样点信号幅值等于起点获取的采样点信号幅值的5%时，结束采样。