Um das Einflussverhalten des Phasenfehlers auf die statischen und dynamischen Eigenschaften des MEMS-Geschwindigkeitsgyroskops im auf Kraftausgleich (Force to Rebalance, FTR) basierenden Detektionsmodus zu verdeutlichen, wurde ein FTR-Geschwindigkeitsregelkreismodell mit Phasenfehler aufgebaut, um die Auswirkungen verschiedener Phasenfehler auf die dynamischen und stationären Eigenschaften zu analysieren. Zunächst wird das Grundprinzip des Gyroskops mit FTR-Geschwindigkeitsmodus vorgestellt und die Auswirkungen des Phasenfehlers auf den Antriebsmodus kurz analysiert. Anschließend wird ein FTR-Geschwindigkeitsregelkreismodell vorgeschlagen, das Phasenfehler im Rückkopplungs- und Vorwärtsweg enthält, und dieses Modell wird äquivalent umgeformt. Dann wird anhand des oben genannten Modells der Einfluss verschiedener Phasenfehlerarten auf die dynamischen und statischen Eigenschaften des Gyroskops analysiert. Schließlich wurden entsprechende experimentelle Verifizierungen durchgeführt. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Stabilität der zweistündigen Messung des Phasenfehlers im Rückkopplungspfad 0,0949 beträgt und dieser Fehler nur den Skalierungsfaktor ändert; der Phasenfehler im Vorwärtsweg ist temperaturabhängig, und die Vorher- und Nachher-Kompensation der Nullabweichungs- und Nulldriftwerte wurde jeweils um das 4,8- bzw. 2,9-Fache reduziert, während die Nullabweichungsinstabilität und das Winkelsprung-Rauschen um das 0,8- bzw. 0,9-Fache verbessert wurden. Der Phasenfehler im Rückkopplungspfad kann durch Skalierung erhalten und kompensiert werden, und dieser Fehler beeinflusst nur den Wert des Skalierungsfaktors, nicht aber die Nullabweichung und die Bandbreitenleistung; der Phasenfehler im Vorwärtsweg schränkt die statische Leistung stark ein, beeinflusst jedoch die dynamische Leistung bei Raumtemperatur nicht.

MEMS-Geschwindigkeitsgyroskop; Kraftausgleich; Phasenfehler; Nullabweichungsleistung; Skalierungsfaktor; Bandbreite