慣性傳感器誤差源有哪些?慣性傳感器基本知識(shí)介紹!

以下內(nèi)容中，小編將對(duì)傳感器" target="_blank">慣性傳感器的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對(duì)慣性傳感器的了解，和小編一起來(lái)看看吧。

一、慣性傳感器基本知識(shí)

(一)慣性傳感器的應(yīng)用

低精度MEMS慣性傳感器作為消費(fèi)電子類(lèi)產(chǎn)品主要用在手機(jī)、GPS導(dǎo)航、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂(lè)播放器、無(wú)線鼠標(biāo)、PD、硬盤(pán)保護(hù)器、智能玩具、計(jì)步器、防盜系統(tǒng)。由于具有加速度測(cè)量、傾斜測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量甚至轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量等基本測(cè)量功能，有待挖掘的消費(fèi)電子應(yīng)用會(huì)不斷出現(xiàn)。

中級(jí)MEMS慣性傳感器作為工業(yè)級(jí)及汽車(chē)級(jí)產(chǎn)品，則主要用于汽車(chē)電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP或ESC)GPS輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，汽車(chē)安全氣囊、車(chē)輛姿態(tài)測(cè)量、精密農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、大型醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人、儀器儀表、工程機(jī)械等。

高精度的MEMS慣性傳感器作為軍用級(jí)和宇航級(jí)產(chǎn)品，主要要求高精度、全溫區(qū)、抗沖擊等指數(shù)。主要用于通訊衛(wèi)星無(wú)線、導(dǎo)彈導(dǎo)引頭、光學(xué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等穩(wěn)定性應(yīng)用;飛機(jī)/導(dǎo)彈飛行控制、姿態(tài)控制、偏航阻尼等控制應(yīng)用、以及中程導(dǎo)彈制導(dǎo)、慣性GP戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人等。

(二)慣性傳感器的分類(lèi)

慣性傳感器分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是角速率陀螺;另一類(lèi)是線加速度計(jì)。

角速率陀螺又分為：機(jī)械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑氣浮角速率陀螺;撓性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球諧振角速率陀螺等);光纖角速率陀螺;激光角速率陀螺等。

線加速度計(jì)又分為：機(jī)械式線加速度計(jì);撓性線加速度計(jì);MEMS硅﹑石英線加速度計(jì)(含壓阻﹑壓電線加速度計(jì));石英撓性線加速度計(jì)等。

(三)慣性傳感器的構(gòu)成

慣性傳感器包括加速度計(jì)(或加速度傳感計(jì))和角速度傳感器(陀螺)以及它們的單、雙、三軸組合IMU(慣性測(cè)量單元)，AHRS(包括磁傳感器的姿態(tài)參考系統(tǒng))。

MEMS加速度計(jì)是利用傳感質(zhì)量的慣性力測(cè)量的傳感器，通常由標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量塊(傳感元件)和檢測(cè)電路組成。

IMU主要由三個(gè)MEMS加速度傳感器及三個(gè)陀螺和解算電路組成。

二、慣性傳感器誤差源

大多數(shù)慣性傳感器都有幾個(gè)誤差源。有些很容易處理，有些則不那么容易。以下是一些：

1.空偏置誤差(或加速度計(jì)時(shí)的零g偏置誤差)

空偏置誤差只是慣性傳感器偏離零時(shí)的誤差正在經(jīng)歷無(wú)刺激 - 加速度計(jì)為零g或陀螺儀無(wú)旋轉(zhuǎn)。通常，所有傳感器都表現(xiàn)出至少兩種形式的零偏差誤差：初始零偏差誤差和由于溫度引起的零偏差誤差。初始偏置誤差很容易糾正 - 只需在沒(méi)有刺激的情況下測(cè)量傳感器的輸出，并從理想情況下減去它。存儲(chǔ)該值并將其添加到所有后續(xù)測(cè)量中。由于溫度導(dǎo)致的零偏置誤差更難以處理，因?yàn)樾Ｕ禂?shù)通常隨傳感器而變化，并且每個(gè)單元必須單獨(dú)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。數(shù)據(jù)表應(yīng)提供空偏差誤差的規(guī)范。

2.比例因子誤差

比例因子誤差是傳感器靈敏度與理想值的偏差。可能存在初始溫度和過(guò)溫溫度組分。正如零偏差誤差一樣，兩者都可以通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)校正。比例因子校準(zhǔn)更加困難，因?yàn)樗笥脩?hù)將已知的刺激應(yīng)用于傳感器。 ADI公司的慣性傳感器通常具有很小的初始比例因子誤差，甚至由于溫度引起的比例因子誤差更小。

3.噪音

所有慣性傳感器都有噪音。通常，噪聲與帶寬成比例，因此用戶(hù)必須根據(jù)它們將使用的帶寬來(lái)計(jì)算噪聲的重要性。所有ADI公司慣性傳感器的噪聲本質(zhì)上都是高斯噪聲(噪聲能量在所有頻率都相同)，因此它非常簡(jiǎn)單。使用單極輸出濾波器時(shí)，傳感器的RMS噪聲為：RMS NOISE =噪聲密度*√(帶寬*π/ 2)。噪聲密度應(yīng)在傳感器的數(shù)據(jù)表中指定。還有一些其他誤差源不太重要，如非線性，比率等。這超出了本FAQ的范圍。

以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關(guān)慣性傳感器的內(nèi)容，如果你對(duì)本文內(nèi)容感到滿(mǎn)意，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!