anticipating and managing critical noise sources mems gyros當(dāng)MEMS慣性測量單元IMU用作運(yùn)動控制系統(tǒng)中反饋傳

Mark

|

當(dāng)MEMS慣性測量單元(IMU)當(dāng)MEMS慣性測量單元(IMU)用作運(yùn)動控制系統(tǒng)中的反饋傳感器時，必須了解陀螺儀的噪聲情況，因?yàn)樗鼤谒O(jiān)視的平臺上造成不必要的物理運(yùn)動。根據(jù)具體情況，針對特定MEMSIMU進(jìn)行早期應(yīng)用目標(biāo)噪聲估算時需要考慮多個潛在的誤差源。在此過程中需要考慮的三個常見陀螺儀特性為其固有噪聲、線性振動響應(yīng)和對準(zhǔn)誤差。圖1的簡單模型顯示了會影響各誤差源評估的幾個特性：噪聲源、傳感器響應(yīng)和濾波。此模型給出了對這些特性進(jìn)f

fNBW fNBW1.57

f

1.22

除了RND參數(shù)外，MEMSIMU 速率標(biāo)準(zhǔn)單位(°/s)，并使用均(rms)等統(tǒng)計術(shù)語來描述總噪聲引入測量誤差。MEMSIMU 時其輸出中的隨機(jī)振動。MEMSIMU

置的影響”或“線性加速度”等參數(shù)來描述對線性運(yùn)動的這一響應(yīng)，這些參數(shù)通常使用單位°/s/g。線性振動是一種重復(fù)的慣性運(yùn)動，其幅度大小可通過位移(m)、線性速度(m/s)或線性加速度(m/s或g)表示。在特定的振動頻率(f)下，位移(|d|)、速度(|vLV)和加速度(|LV|)之間的幅度關(guān)系如所示。鍵。1給出了一種簡單方法來估算與特定頻率響應(yīng)(噪聲帶

2fLV

2fLV2d

請 噪聲估算值將為0.045°/s(rms)。

LVHLGaLV 5grms0.045

每個陀螺儀的對齊誤差均具有兩個分量，分別定義其相對于慣性參考系中另一個軸的對齊誤差。例如，對于圖2中的系

有助于建立以計算離軸陀螺儀對系統(tǒng)慣性參考系中圍繞另一個軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的響應(yīng)。9中給出了一個示例，其量化了gHLG gaLVGASDFfASDfH2fG

ZZYXθωASDf加速度頻譜密度

HGff

GXZRsinXZ Va2V

f

VV

到封裝對齊誤差將成為整體對齊誤差的主要因一。系統(tǒng)與N

對齊精度。在系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)簡單的對齊過程時，此參數(shù)影響 MEMS9MSIU理想情況下，陀螺儀的各個旋轉(zhuǎn)軸將與系統(tǒng)參考系中的軸完全對齊，將IMU安裝到平臺上之后，其將監(jiān)視運(yùn)行情況。這種情況下，在慣性參考系中圍繞其中一個軸旋轉(zhuǎn)，只有該軸的陀螺

為了說明這些原理，請看以下示例，其中估算ADIS16488A中的陀螺儀噪聲，該器件用于在以下配置/條件下運(yùn)行的新型航電系統(tǒng)：XX振動(ASD(f))：0.122g2/Hz；10Hz到2000Hz(總振動=5

表總結(jié)了ADIS16488A中來自各個因素的陀螺儀噪聲。12給出了0.15/s(rms)的整體噪聲估算值(ωNOISE)，表示表中所有三個(SS)。X最大旋轉(zhuǎn)速率±100°/s5Hz到50全帶寬配置匹配與ADIS16488A針對固有傳感器噪聲的

NOISE

0.13520.0220.06220.15

線說明ASD(f)以及濾波曲線ASDF(f)。ASDF(f)中的頻率響應(yīng)反映了PowerPowerSpectralDensity

支持相應(yīng)的軸到軸對齊誤差級別時)

2.24

5

MarkLooney是ADI公司 北卡羅來納博羅)iSnsMarkLooney是ADI公司 北卡羅來納博羅)iSnsr?應(yīng)用工程師。自998年加入AI公司以來，他在傳感器信號處理、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器和DC-DC電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。他擁有內(nèi)華達(dá)州大學(xué)雷諾分校電氣工程專業(yè)學(xué)士(1994年)和(1995年)篇文章。加入ADI通解決方案公司IMATS， Interpoint公司的設(shè)計工師 1

Frequency

10通過線性加速度參數(shù)乘以ASDF(f)曲線幅值2.24grms，可估算 支持社區(qū)，與?????? 支持社區(qū)，與??????技術(shù)專家互動。提出您的棘手設(shè)計問題、瀏覽常見問題

2.24gRMS

GXZsinX100

3sin(0.05)0.088 3OneTechnology02062-9106U.S.A.

:

益田路與三路交匯處

省市東湖高新區(qū)

?2015ogDevices,Inc.Allrights Trademarksandregisteredtrademarksarethepropertyoftheirrespectiveowners.AheadofWhat’sPossibleisatrademarkofogDevices.TA13715sc-0-:(1781)329 :(8621)2320 4205-4210 :100085 :430073Fax:(1781)461 傳真:(862