微机械(Micro-Electro-Mechanical systems,MEMS)陀螺是用于运动物体角度或角速度测量的传感器,在航空、航天、工农业领域均有着广泛的应用。标度因数与零偏是衡量陀螺性能的重要参数,因陀螺及其接口电路对温度的敏感性,存在温度漂移,限制了陀螺性能的提高。提升其温度稳定性的方法有结构优化、温度补偿、温度自校准等。本文以类蛛网式十六边形陀螺为对象,在研究常规测控系统下环境温度对陀螺性能影响的基础上,提出改进方案:通过新型恒定谐波比驱动闭环提升标度因数温度稳定性,采用正交耦合刚度校正环路抑制零偏温漂。首先,针对温度敏感的陀螺结构与接口电路增益造成驱动模态振幅随温度变化,引起标度因数漂移的问题,提出恒定谐波比驱动闭环系统。利用陀螺平行板检测电容输出信号存在多次谐波且谐波间比例包含电容振幅信息的特点,设计了自动增益控制环路,再结合锁相环,构成恒定谐波比驱动闭环系统。该系统提升驱动模态振幅稳定性,从而抑制陀螺标度因数温度漂移。然后,针对陀螺正交误差因相位误差对零偏产生耦合,引起温漂的问题,设计了正交耦合刚度闭环校正系统。闭环调整施加在陀螺正交校正电极上的直流电压实时抵消正交耦合,实现正交误差校正,降低零偏对温度的敏感度。最后,设计实验测试陀螺性能。进行变温实验时温度区间为5℃到65℃。测试结果显示,恒定谐波比驱动闭环使变温条件下的标度因数最大漂移由10.95mV/°/s降为1.24mV/°/s,减小了 88.9%。加入实时校正闭环后,变温时的零偏温漂由0.75°/s降为0.1°/s,降低了 88.7%;室温下的陀螺零偏不稳定性由4.05°/h降为0.96°/h,改善了76.3%。以上研究工作改善了陀螺的温度性能,为高精度MEMS陀螺的工程化应用奠定了基础。