第1章 MEMS惯性传感器术语 1
1.1 综合术语 1
1.2 MEMS角速率陀螺术语 5
1.3 MEMS线加速度计术语 8
第2章 MEMS惯性传感器分类 11
2.1 MEMS角速率陀螺分类 11
2.2 MEMS线加速度计分类 12
第3章 MEMS惯性传感器的功能 14
3.1 MEMS角速率陀螺的功能 14
3.2 MEMS线加速度计的功能 14
第4章 MEMS惯性传感器作用原理 16
4.1 MEMS角速率陀螺作用原理 16
4.1.1 MEMS硅角速率陀螺的科里奥利作用原理 16
4.1.2 MEMS石英角速率陀螺的科里奥利作用原理 16
4.2 MEMS线加速度计作用原理 17
4.2.1 MEMS硅线加速度计的牛顿第二定律作用原理 18
4.2.2 MEMS石英线加速度计的牛顿第二定律作用原理 18
第5章 MEMS惯性传感器的敏感极性 21
5.1 MEMS角速率陀螺的敏感极性 21
5.2 MEMS线加速度计的敏感极性 22
5.3 MEMS惯性测量单元IMU的敏感极性 22
第6章 MEMS惯性传感器的调整 25
6.1 MEMS硅角速率陀螺的调整 25
6.1.1 敏感极性的确定 25
6.1.2 测量范围的扩展 25
6.1.2.1 外接运算放大器缩小测量范围的MEMS硅角速率陀螺的调整方法 25
6.1.2.2 外接电阻扩大较大测量范围的MEMS硅角速率陀螺的调整方法 26
6.1.2.3 外接附加供电扩大更大测量范围的MEMS硅角速率陀螺的调整方法 28
6.1.3 零偏的调整 29
6.1.3.1 零偏调整的计算方法 29
6.1.3.2 零偏调整的操作工艺 30
6.1.4 带宽的调整 30
6.1.4.1 一般MEMS硅角速率陀螺带宽的调整 30
6.1.4.2 有外接电阻扩大较大测量范围的MEMS硅角速率陀螺带宽的调整 31
6.1.4.3 有外接附加供电扩大更大测量范围的MEMS硅角速率陀螺带宽的调整 31
6.1.5 自检测（ST）响应值的计算方法 31
6.1.5.1 一般MEMS硅角速率陀螺自检测（ST）响应值的计算方法 31
6.1.5.2 有外接电阻和附加供电的MEMS硅角速率陀螺自检测（ST）响应值的计算方法 32
6.1.6 输出滤波器参数的选择 32
6.2 MEMS硅线加速度计的调整 33
6.2.1 敏感极性的确定 33
6.2.2 零偏的调整 33
6.2.3 带宽的调整 33
6.2.4 输出噪声的计算 34
6.2.5 地球重力加速度1g的处理 34
第7章 制造MEMS硅角速率陀螺的企业标准 35
7.1 企业标准：Q/ZZYB001—2009《MEMS硅角速率陀螺生产规程》 35
7.1.1 印刷电路板组件焊接规程 35
7.1.2 装配调试规程 37
7.1.2.1 步骤一：初测并调零 37
7.1.2.2 步骤二：清洗并烘干 37
7.1.2.3 步骤三：喷三防漆并做老化试验及组装 37
7.1.2.4 步骤四：高温试验 38
7.1.2.5 步骤五：低温试验及低温试验后的烘干处理 38
7.1.2.6 步骤六：灌封及总装配 39
7.1.2.7 步骤七：贴标签 39
7.1.2.8 步骤八：标定测试 40
7.1.2.9 步骤九：漆封 40
7.1.2.10 步骤十：产品入库 41
7.2 企业标准：Q/ZZYB002—2009《MEMS角速率陀螺测试方法》 41
7.2.1 范围 41
7.2.2 引用文件 41
7.2.3 测试项目 41
7.2.4 测试方法步骤 42
7.2.4.1 速率静特性曲线及标度因数和标度因数非线性度测试 42
7.2.4.2 分辨力的测试 43
7.2.4.3 零偏稳定性、零偏及零偏重复性的测试 44
7.2.5 打印角速率陀螺“标定结果报告” 46
第8章 单轴MEMS硅角速率陀螺制造工艺 48
8.1 产品元部件配套表 48
8.2 生产流程 49
8.3 部组件的设计要求 51
8.3.1 单轴＋3500°／s MEMS硅角速率陀螺的电路及PCB设计要求 51
8.3.2 PCB-陀螺主芯片组件的形成 53
8.3.3 机械壳体组件的设计要求 54
8.3.4 面膜标签的设计要求 55
8.4 部组件检验方法 56
8.4.1 元器件检验 56
8.4.2 PCB板检验 56
8.4.3 表贴焊检验 56
8.4.4 MEMS陀螺主芯片BGA载流焊检验 57
8.4.5 机械壳体检验 57
8.4.6 标识极性检验 58
8.5 焊接与装配要求及必要的测试方法 58
8.5.1 元器件的领取 58
8.5.2 元器件的清洗和保养 58
8.5.3 焊接与装配要求 58
8.5.4 产品正温度系数测试方法 59
8.5.5 零偏置调整方法 59
8.5.6 电气绝缘电阻的测试方法 60
8.5.7 烘干、喷三防漆、老化试验 60
8.5.8 灌封要求——二次灌封法 60
8.5.9 机械壳体装配要求 61
8.5.10 产品编号的确定方法 61
8.5.11 调整灵敏度的计算方法 62
8.5.12 自检测ST的测试方法和计算方法 62
8.5.13 启动时间的测试方法 63
8.5.14 消耗电流的测试方法 63
8.5.15 输出噪声的测试方法 64
8.5.16 带宽的测试方法及测试数据认定 64
8.6 总装配图 64
8.7 合格产品检验标准 65
8.7.1 电气性能基本合格产品例行测试要求 65
8.7.2 高低温试验例行测试要求 65
8.7.3 产品标定测试要求 66
8.8 合格产品主要性能指标 67
第9章 MEMS惯性传感器的测试 69
9.1 MEMS角速率陀螺的测试 69
9.1.1 测试设备 69
9.1.2 测试项目 69
9.1.3 测试方法步骤 69
9.1.3.1 速率静特性测试（第一步） 69
9.1.3.2 分辨力的测试（第二步） 70
9.1.3.3 零偏稳定性、零偏及零偏重复性的测试（第三步） 72
9.1.3.4 随机游走系数的测试（第四步） 74
9.1.3.5 带宽的测试（第五步） 74
9.1.3.6 启动时间的测试（第六步） 76
9.1.4 关于MTBF检验测试方法 80
9.2 MEMS线加速度计的测试 81
9.2.1 测试设备 81
9.2.2 测试项目 81
9.2.3 测试方法步骤 81
9.2.3.1 零偏、刻度因数、零偏稳定性、零偏重复性的测试 81
9.2.3.2 线加速度静特性的测试 84
9.2.3.3 带宽的测试 84
9.2.3.4 输出噪声的计算和测试 85
9.2.4 在惯性导航系统中使用的线加速度计 85
第10章 MEMS惯性传感器产品的环境试验 87
10.1 环境试验概念 87
10.2 我国标准类别 87
10.3 MEMS惯性传感器产品研制阶段的划分 88
10.4 MEMS惯性传感器产品设计依据的标准 88
10.5 MEMS惯性传感器产品环境试验项目的选取 89
10.6 MEMS惯性传感器产品环境试验方法步骤 91
10.7 环境试验报告 91
第11章 MEMS惯性传感器产品的选择 93
11.1 MEMS惯性传感器产品的选择原则 93
11.1.1 MEMS角速率陀螺产品的选择原则 93
11.1.2 MEMS线加速度计产品的选择原则 94
11.2 国内MEMS惯性传感器产品的选择 96
11.2.1 国内MEMS硅惯性传感器产品的选择 96
11.2.1.1 MEMS硅角速率陀螺选型 96
11.2.1.2 MEMS硅线加速度计选型 96
11.2.1.3 MEMS硅惯性测量单元（IMU）选型 96
11.2.1.4 MEMS硅倾角传感器选型 96
11.2.2 国内MEMS石英惯性传感器产品的选择 105
11.2.2.1 MEMS石英角速率陀螺产品的选择 105
11.2.2.2 MEMS石英线加速度计产品的选择 106
11.3 国内外其他惯性传感器产品的选择 110
11.3.1 国内其他惯性传感器产品的选择 110
11.3.1.1 国内机械式惯性传感器产品的选择 110
11.3.1.2 国内典型光纤角速率陀螺技术条件 111
11.3.1.3 国内典型激光角速率陀螺技术条件 112
11.3.2 国外其他惯性传感器产品的选择 113
11.3.2.1 光纤角速率陀螺系列产品 113
11.3.2.2 半球谐振角速率陀螺系列产品 113
11.3.2.3 线加速度计系列产品 113
11.3.2.4 惯性测量单元（IMU）系列产品 113
11.3.2.5 垂直陀螺系列产品 113
11.3.2.6 倾角传感器系列产品 113
第12章 MEMS硅角速率陀螺使用说明书及其注释 126
12.1 ARG-50A型±50°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 126
12.1.1 简介 126
12.1.2 原理 126
12.1.3 技术条件 127
12.1.4 电气接口 128
12.1.5 外形尺寸 128
12.2 ARG-60A型±60°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 129
12.2.1 简介 129
12.2.2 原理 129
12.2.3 技术条件 129
12.2.4 电气接口 131
12.2.5 外形尺寸 131
12.3 ARG-80A型±80°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书及其注释 131
12.3.1 ARG-80A型±80°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 131
12.3.1.1 简介 131
12.3.1.2 原理 131
12.3.1.3 技术条件 132
12.3.1.4 电气接口 133
12.3.1.5 外形尺寸 133
12.3.2 ARG-80A型±80°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书注释 133
12.3.2.1 简介 133
12.3.2.2 原理 134
12.3.2.3 技术条件 134
12.3.2.4 电气接口 139
12.3.2.5 外形尺寸 139
12.4 ARG-90D型±90°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 139
12.4.1 简介 139
12.4.2 原理 140
12.4.3 技术条件 140
12.4.4 电气接口 141
12.4.5 外形尺寸 141
12.5 ARG-100型±100°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 141
12.5.1 简介 141
12.5.2 原理 142
12.5.3 技术条件 142
12.5.4 电气接口 143
12.5.5 外形尺寸 143
12.6 ARG-150型±150°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 144
12.6.1 简介 144
12.6.2 原理 144
12.6.3 技术条件 144
12.6.4 电气接口 145
12.6.5 外形尺寸 146
12.7 ARG-200型±200°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 146
12.7.1 简介 146
12.7.2 原理 146
12.7.3 技术条件 147
12.7.4 电气接口 148
12.7.5 外形尺寸 148
12.8 ARG-250型士250°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 148
12.8.1 简介 148
12.8.2 原理 149
12.8.3 技术条件 149
12.8.4 电气接口 150
12.8.5 外形尺寸 150
12.9 ARG-300型±300°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 150
12.9.1 简介 150
12.9.2 原理 151
12.9.3 技术条件 151
12.9.4 电气接口 152
12.9.5 外形尺寸 152
12.10 ARG-350型±350°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 153
12.10.1 简介 153
12.10.2 原理 154
12.10.3 技术条件 154
12.10.4 电气接口 155
12.10.5 外形尺寸 155
12.11 ARG-400型±400°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 155
12.11.1 简介 155
12.11.2 原理 156
12.11.3 技术条件 156
12.11.4 电气接口 157
12.11.5 外形尺寸 157
12.12 ARG-450型±450°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 157
12.12.1 简介 157
12.12.2 原理 158
12.12.3 技术条件 158
12.12.4 电气接口 159
12.12.5 外形尺寸 159
12.13 ARG-500型±500°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 160
12.13.1 简介 160
12.13.2 原理 160
12.13.3 技术条件 160
12.13.4 电气接口 161
12.13.5 外形尺寸 162
12.14 ARG-550型±550°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 162
12.14.1 简介 162
12.14.2 原理 162
12.14.3 技术条件 162
12.14.4 电气接口 163
12.14.5 外形尺寸 164
12.15 ARG-600型±600°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 164
12.15.1 简介 164
12.15.2 原理 164
12.15.3 技术条件 164
12.15.4 电气接口 165
12.15.5 外形尺寸 166
12.16 ARG-720型±720°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 166
12.16.1 简介 166
12.16.2 原理 166
12.16.3 技术条件 166
12.16.4 电气接口 168
12.16.5 外形尺寸 168
12.17 ARG-800型±800°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 168
12.17.1 简介 168
12.17.2 原理 168
12.17.3 技术条件 169
12.17.4 电气接口 170
12.17.5 外形尺寸 170
12.18 ARG-900型±900°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 170
12.18.1 简介 170
12.18.2 原理 170
12.18.3 技术条件 171
12.18.4 电气接口 172
12.18.5 外形尺寸 172
12.19 ARG-1000型±1000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 172
12.19.1 简介 172
12.19.2 原理 172
12.19.3 技术条件 173
12.19.4 电气接口 174
12.19.5 外形尺寸 174
12.20 ARG-1100型±1100°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 174
12.20.1 简介 174
12.20.2 原理 174
12.20.3 技术条件 175
12.20.4 电气接口 176
12.20.5 外形尺寸 176
12.21 ARG-1200型±1200°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 176
12.21.1 简介 176
12.21.2 原理 177
12.21.3 技术条件 177
12.21.4 电气接口 178
12.21.5 外形尺寸 178
12.22 ARG-1500型±1500°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 178
12.22.1 简介 178
12.22.2 原理 179
12.22.3 技术条件 179
12.22.4 电气接口 180
12.22.5 外形尺寸 180
12.23 ARG-2000型±2000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 180
12.23.1 简介 180
12.23.2 原理 181
12.23.3 技术条件 181
12.23.4 电气接口 182
12.23.5 外形尺寸 182
12.24 ARG-2200型±2200°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 182
12.24.1 简介 182
12.24.2 原理 183
12.24.3 技术条件 183
12.24.4 电气接口 184
12.24.5 外形尺寸 185
12.25 ARG-2500型±2500°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 185
12.25.1 简介 185
12.25.2 原理 186
12.25.3 技术条件 186
12.25.4 电气接口 187
12.25.5 外形尺寸 187
12.26 ARG-3000型±3000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 187
12.26.1 简介 187
12.26.2 原理 188
12.26.3 技术条件 188
12.26.4 电气接口 189
12.26.5 外形尺寸 189
12.27 ARG-4000型±4000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 189
12.27.1 简介 189
12.27.2 原理 190
12.27.3 技术条件 190
12.27.4 电气接口 191
12.27.5 外形尺寸 191
12.28 ARG-5000型±5000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 191
12.28.1 简介 191
12.28.2 原理 192
12.28.3 技术条件 192
12.28.4 电气接口 193
12.28.5 外形尺寸 193
12.29 ARG-6000型±6000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 194
12.29.1 简介 194
12.29.2 原理 194
12.29.3 技术条件 194
12.29.4 电气接口 195
12.29.5 外形尺寸 196
12.30 ARG-8000型±8000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 196
12.30.1 简介 196
12.30.2 原理 197
12.30.3 技术条件 197
12.30.4 电气接口 198
12.30.5 外形尺寸 198
12.31 ARG-10000型±10000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 198
12.31.1 简介 198
12.31.2 原理 199
12.31.3 技术条件 199
12.31.4 电气接口 200
12.31.5 外形尺寸 200
12.32 ARG-12000型±12000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 200
12.32.1 简介 200
12.32.2 原理 201
12.32.3 技术条件 201
12.32.4 电气接口 202
12.32.5 外形尺寸 203
12.33 ARG-50000型±50000°／s MEMS硅角速率陀螺使用说明书 203
12.33.1 简介 203
12.33.2 原理 203
12.33.3 技术条件 203
12.33.4 电气接口 204
12.33.5 外形尺寸 205
第13章 MEMS石英角速率陀螺技术条件及其注释 206
13.1 国内MEMS石英角速率陀螺技术条件及其注释 206
13.1.1 LDT-20F2型±50°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 206
13.1.2 LDT-20F2型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件及其注释 207
13.1.2.1 LDT-20F2型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 207
13.1.2.2 LDT-20F2型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件注释 208
13.1.3 LDT-20F2型±200°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 213
13.1.4 LDT-30F1型±50°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 214
13.1.5 LDT-30F1型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 215
13.1.6 LDT-30F1型±200°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 216
13.2 国外MEMS石英角速率陀螺技术条件 217
13.2.1 HZ1-90-100A型±90°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 217
13.2.2 HZ1-100-100型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 218
13.2.3 LCG50-00100-100型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 219
13.2.4 LCG50-00250-100型±250°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 219
13.2.5 QRS14-00100-102型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 220
13.2.6 QRS14-00100-103型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 221
13.2.7 QRS11-00100-100型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 222
13.2.8 QRS11-00100-101型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 223
13.2.9 G50Z-020-100型±20°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 224
13.2.10 G50Z-100-100型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 225
13.2.11 G50Z-175-100型±175°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 226
13.2.12 G50Z-350-100型±350°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 227
13.2.13 G50Z-020-200型±20°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 228
13.2.14 G50Z-100-200型±100°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 229
13.2.15 G50Z-175-200型±175°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 230
13.2.16 G50Z-350-200型±350°／s MEMS石英角速率陀螺技术条件 231
第14章 MEMS惯性传感器的应用及安装要求 233
14.1 MEMS惯性传感器应用的技术领域 233
14.1.1 应用于旋转体类战术武器的制导技术领域 233
14.1.2 应用于航空航天飞行器稳定控制技术领域 233
14.1.3 应用于特高速旋转体转速测控技术领域 233
14.1.4 应用于舰船测控技术领域 234
14.1.5 应用于汽车自动驾驶技术领域 234
14.1.6 应用于工业测控技术领域 234
14.1.7 应用于桥路建设技术领域 234
14.1.8 应用于地质勘探技术领域 234
14.2 MEMS角速率陀螺的应用特点 234
14.2.1 MEMS角速率陀螺有功耗小、输出阻抗小的特点 234
14.2.2 MEMS角速率陀螺体积小 235
14.2.3 MEMS角速率陀螺重量轻 235
14.2.4 MEMS角速率陀螺测量范围很宽 235
14.2.5 MEMS角速率陀螺启动快 235
14.2.6 MEMS角速率陀螺的非线性小（线性度好） 235
14.2.7 MEMS角速率陀螺的带宽均可调整 236
14.2.8 MEMS角速率陀螺的输出几乎没有迟滞 236
14.2.9 MEMS角速率陀螺耐冲击加速度能力很强 236
14.2.10 MEMS角速率陀螺有自检测（ST）功能 236
14.2.11 MEMS角速率陀螺输出信号有噪声 237
14.2.12 MEMS角速率陀螺的温漂不可忽视 237
14.3 MEMS惯性传感器的安装要求 238
14.3.1 安装位置 238
14.3.2 安装连接及安装面 238
14.3.3 安装极性 239
14.3.4 产品壳体的接地处理 239
第15章 MEMS惯性传感器产品应用实例 240
15.1 实例1——单轴低速低带宽MEMS硅角速率陀螺的应用 240
15.2 实例2——单轴高速MEMS硅角速率陀螺的应用 240
15.3 实例3——单轴特殊高速MEMS硅角速率陀螺的应用 241
15.4 实例4——双轴低速MEMS石英角速率陀螺组的应用 242
15.5 实例5——三轴高低速MEMS硅角速率陀螺组的应用 242
15.6 实例6——三轴高低速MEMS硅角速率陀螺组和三轴中低加速度MEMS硅线加速度计组的应用 243
15.7 实例7——三轴低加速度MEMS硅线加速度计组的应用 244
15.8 实例8——IMU低速MEMS硅角速率陀螺和低加速度MEMS硅线加速度计的应用 244
15.9 实例9——IMU高速MEMS硅角速率陀螺和中加速度MEMS硅线加速度计的应用 245
15.10 实例10——IMU中速光纤角速率陀螺和低加速度MEMS硅线加速度计的应用 246
15.11实例11——单轴小倾角MEMS硅倾角传感器的应用 247
15.12 实例12——单轴双列直插高速MEMS硅角速率陀螺的应用 247
15.13实例13——三轴高中速MEMS硅角速率陀螺组的应用 248
15.14 实例14——三轴低速MEMS石英角速率陀螺组的应用 249
15.15 实例15——单轴低速低带宽MEMS硅角速率陀螺的应用 250
15.16 实例16——双轴无偏低速MEMS石英角速率陀螺组的应用 251
15.17 实例17——单轴低速防水MEMS硅角速率陀螺的应用 252
15.18 实例18——单轴高速耐高冲击加速度MEMS硅角速率陀螺的应用 252
15.19 实例19——三轴中加速度限值输出MEMS硅线加速度计组的应用 253
15.20 实例20——单轴低速快速响应MEMS硅角速率陀螺的应用 254
15.21 实例21——单轴低速长距离输出MEMS硅角速率陀螺的应用 255
第16章 MEMS惯性传感器测试仪器及设备 257
16.1 通用测试仪器 257
16.1.1 数显式多用表 257
16.1.2 六位半数字式多用表 257
16.1.3 数采式数字电压电流表 257
16.1.4 示波器 257
16.1.5 双通道直流稳压电源 257
16.2 专用测试设备 258
16.2.1 高低温试验箱 258
16.2.2 角速率转台 258
16.2.3 光学分度头或多齿分度台 261
16.2.4 带温控箱的角速率转台 261
16.2.5 离心机 261
16.2.6 水平（角）振动台 262
16.2.7 垂直（上下）振动台 262
16.2.8 冲击试验台 263