热膨胀陀螺是一种以哥氏效应为基础的新型MEMS惯性传感器,与传统的陀螺相比,不仅具有成本低、体积小、重量轻、抗冲击和振动能力强等优点,而且易于实现智能化与数字化。因此,其在军民领域均有着广泛的应用前景和重要的应用价值。热膨胀陀螺的数字化在国内的研究还刚刚起步,本文围绕热膨胀陀螺的数字化测控技术开展研究工作,主要包括热膨胀陀螺数字化检测电路设计、数字化驱动电路设计和实验。首先,分析了热膨胀陀螺的基本原理,阐述了热膨胀陀螺驱动和检测机理,研究了热膨胀陀螺的模拟测控方案,并在此基础上设计了热膨胀陀螺数字化测控系统,包括数字化检测电路设计和数字化驱动电路设计。检测电路通过敏感电桥将敏感信号转化为电压信号,再经过差分放大,然后直接对差分放大输出的模拟电压数字化,并在微控制器内完成相敏解调和低通滤波,最后通过串口输出与陀螺转速成正比的数字电压信号。驱动电路的主要功能是产生交替变化的电压信号对加热丝进行交替加热,该信号由微控制器内部的方波信号发生器产生。其次,研究了热膨胀陀螺的数字化恒功率驱动电路,论文设计了基于数字PID控制的恒功率驱动方案,并在Matlab/Simulink中对此方案进行了仿真,合理调整了数字PID控制器参数,并在硬件电路中实现加热丝的恒功率控制。最后,论文介绍了热膨胀陀螺数字化测控电路样机的调试和实验工作,并对实验结果进行分析总结。实验结果表明：设计的模数转换电路的精度满足设计要求；设计的恒功率驱动系统精度达到±O.0028mW的设计要求；设计的最优频率与相位差实验能准确测得陀螺的最优频率与相位差；数字化热膨胀陀螺样机与模拟热膨胀陀螺样机相比主要性能指标得到提高,其中标度因数重复性提高34.7%、标度因数对称性提高23.3%、零偏稳定性提高38.2%。