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MEMS加速度計是MEMS領域較早開始研究的傳感器之一。經(jīng)過多年的發(fā)展,MEMS加速度計的設計和加工技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。 它的工作原理就是靠MEMS中可移動部分的慣性。由于中間電容板的質(zhì)量很大,而且它是一種懸臂構(gòu)造,當速度變化或者加速度達到足夠大時,它所受到的慣性力超過固定或者支撐它的力,這時候它會移動,它跟上下電容板之間的距離就會變化,上下電容就會因此變化。電容的變化跟加速度成正比。根據(jù)不同測量范圍,中間電容板懸臂構(gòu)造的強度或者彈性系數(shù)可以設計得不同。還有如果要測量不同方向的加速度,這個MEMS的結(jié)構(gòu)會有很大的不同。電容的變化會被另外一塊使用芯片轉(zhuǎn)化成電壓信號,有時還會把這個電壓信號放大。電壓信號在數(shù)字化后經(jīng)過一個數(shù)字信號處理過程,在零點和靈敏度校正后輸出。無錫凌思科技有限公司是一家專業(yè)提供慣性導航的公司,有想法的不要錯過哦!深圳LINS355慣性導航廠家
早期的慣性測量單元是機械式陀螺儀,主要用于航海測量航向,后在二戰(zhàn)時,德國飛彈采用陀螺儀確定方向和角速度,用加速度計測試加速度,從而控制飛行姿態(tài),爭取讓飛彈落到想去的地方,但那時的儀器精度較低。而后1976年等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設想,以及后來的激光陀螺儀,使得陀螺儀靈敏度高,工作可靠,使得其在飛機、航天器和船舶的控制和導航上得到普遍的應用。 但IMU推動極速發(fā)展的趨勢還是采用MEMS制程的傳感器,MEMS中文叫微機電系統(tǒng)( Micro-Electro-Mechanical System),借用微電子加工的方式把龐大的慣性測量單元做到幾微米甚至更小的尺寸,除此以外,還能借助微電子加工的優(yōu)勢獲得更低的功耗,更輕的重量,更好的量產(chǎn)性和一致性。武漢MEMS慣性導航IMU無錫凌思科技有限公司為您提供慣性導航,期待為您服務!
智能手機和平板電腦 IMU在手機和平板電腦的應用很普遍,很多游戲如飛行游戲,體育類游戲,陀螺儀監(jiān)測游戲者手的位移,從而實現(xiàn)各種游戲操作效果。而我再舉個簡單的例子,當我們水平傾斜手機時,我們的智能手機會神奇地從縱向變成橫向。這就是我們手機里IMU中加速度計的功能。 在我們的手機上,通常帶有3軸加速度計的IMU來感應重力作用的方向。 IMU芯片放置在手機內(nèi)部,通常有3個加速度計放置在3個方向。一個用于測量手機長邊(X方向)的加速度,一個用于測量手機短邊(Y方向)的加速度,一個用于測量從手機出來的軸(z方向)的加速度。 如果在X方向放置的加速度計中測量到重力加速度,則意味著我們以縱向模式手持手機,類似地,如果我們以橫向模式手持手機,則在Y方向放置的加速度計上將感測到重力加速度。從而根據(jù)感應重力方向動態(tài)旋轉(zhuǎn)屏幕。
傳感器還可能具有交叉靈敏度,很多時候需要對此進行補償,即使無須補償,至少也需要加以了解。此外,慣性傳感器的性能指標存在許多不同的標準,這使得上述問題的解決更加困難。當指定角速率傳感器要求時,多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)設計工程師主要關心的是陀螺儀穩(wěn)定性(隨時間發(fā)生的偏置估算),消費級陀螺儀通常不會規(guī)定這一特性。如果傳感器的線性加速度性能較差,那么即使0.003°/s的良好陀螺儀偏置穩(wěn)定性也可能毫無意義。例如,假設線性加速度特性為0.1°/s/G,在旋轉(zhuǎn)±90° (1 G)的簡單情況下,這將給0.003°/s的偏置穩(wěn)定性增加0.1°的誤差。加速度計通常與陀螺儀一起使用,以便檢測重力影響,并且提供必要的信息來驅(qū)動補償過程。 為了優(yōu)化傳感器性能并盡可能縮短開發(fā)時間,需要深入了解傳感器靈敏度和應用環(huán)境。校準計劃可以針對影響較大的因素進行定制,從而減少測試時間和補償算法開銷。面向具體應用的解決方案將適當?shù)膫鞲衅髋c必要的信號處理結(jié)合在一起,如果具備高性價比并且提供現(xiàn)成可用的標準系統(tǒng)接口,這些解決方案將能消除許多工業(yè)客戶過去所面臨的實施和生產(chǎn)障礙。無錫凌思科技有限公司是一家專業(yè)提供慣性導航的公司,有想法可以來我司參觀了解!
未來MEMS慣性傳感器的發(fā)展主要有四個方向: 1、高精度 導航、自動駕駛和個人穿戴設備等對慣性傳感器的精度需求逐漸提高,精細化測量需求和智能化的發(fā)展也對傳感器的精度提出了越來越高的要求。 2、微型化 器件的微型化可以實現(xiàn)設備便攜性,滿足分布式應用要求。微型化是未來智能傳感設備的發(fā)展趨勢,是實現(xiàn)萬物互聯(lián)的基礎。 3、高集成度 無論是慣性測量單元還是慣性微系統(tǒng)都是為了提高器件的集成度,進而實現(xiàn)在更小的體積內(nèi)具備更多的測量功能,滿足裝備小體積、低功耗、多功能的需求。 4、適應性強 隨著MEMS慣性傳感器的應用范圍越來越普遍,工作環(huán)境也會越來越復雜,例如:高溫、高壓、大慣量和高沖擊等,適應復雜環(huán)境能夠進一步拓寬MEMS慣性傳感器的應用范圍。無錫凌思科技有限公司慣性導航服務值得放心。武漢MEMS慣性導航IMU
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零偏不穩(wěn)定性(Bias Instability) IMU傳感器的零偏會隨著時間發(fā)生漂移的現(xiàn)象被稱為零偏不穩(wěn)定性bias instability,也被稱為flicker noise。零偏不穩(wěn)定性通常會在低頻下被觀察到,而高頻的閃爍噪聲往往會被白噪聲所掩蓋。 由閃爍噪聲引起的偏差波動通常被建模為隨機游走(random walk)。零偏不穩(wěn)定性測量描述了在固定條件(通常為恒溫)下,在指定的時間段內(nèi)傳感器的零偏發(fā)生的變化。他是一款陀螺儀傳感器或者IMU十分重要的指標。Bias instability通常指定為 1σ 值,單位為°/h,對不太精確的傳感器也會采用°/s的單位。深圳LINS355慣性導航廠家
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