随着MEMS技术的不断应用和创新,MEMS惯性器件(加速度计和陀螺仪)及其组合MIMU(Micro Inertial Measurement Unit,微惯性测量单元)以其尺寸小,功耗低,重量轻等优点广泛地应用于军事领域和诸多民用领域。然而由于MEMS惯性器件测量电路是由对温度较敏感的硅材料组成的,因此应用环境的温度变化对其测量会产生较大的影响。温度漂移误差是影响MEMS惯性器件测量精度的主要因素之一,如何减小这类误差成为亟待解决的问题,目前采用的方法主要归结为两种:硬件控制和软件补偿。本课题以MIMU为研究对象,对其温度漂移误差进行分析、测试和建模,最终进行补偿,具体从以下几个方面论述:首先,针对硅微机械振动陀螺仪和梳齿状电容式微加速度计,分析其组成结构、运动力学特性及工作原理,在此基础上阐述温度误差的产生机理,包括温度变化造成的谐振频率、品质因数、机械灵敏度等性能参数的变化,最终影响到零偏和标度因数的漂移,为温度建模补偿提供依据。其次,MIMU的标定是进行误差建模工作的基础,分析温度漂移误差是在标定的前提下进行的。通过标定建立MIMU的误差数学模型,设计合适的试验确定模型的零偏、标度因数和安装误差系数等24个参数,建立MIMU的加速度测量值a、角速率测量值w与输出电压值U的关系,为后续温度误差的分析建模和补偿研究奠定理论基础。最后,通过温度试验分析零偏和标度因数、安装误差系数等24个参数的温度特性,建立MIMU的温度误差补偿模型,即采用软件补偿的方案对MIMU的输出进行补偿,补偿思想是将MIMU的加速度测量值a、角速率测量值w与零偏、标度因数、安装误差系数以及输出电压值U统一建立温度补偿关系。试验结果证明了MIMU的误差补偿模型可以有效地减小MIMU在变温环境下加速度和角速率测量误差。