EWTZ9G型陀螺及其应用

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

5min～15min

－10.00

10.0

13

线性度

<50deg/s

－0.50

0.5

％

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。#p#分页标题#e#
        (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。

        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。