MEMS陀螺儀的性能參數(shù)及如何進行正確的使用？

基于MEMS的陀螺儀，是利用科里利奧力，對MEMS內(nèi)部施加一個X方向的激勵信號，當質(zhì)量塊相對于震蕩的系統(tǒng)產(chǎn)生Z軸方向的旋轉(zhuǎn)運動時，由于Y方向的科里利奧力，質(zhì)量塊就產(chǎn)生Y方向的運動，通過計算電容的變化，就可以計算出對應(yīng)的角加速度值。

設(shè)在以角速度ω沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，有A，B兩點，O為圓盤中心，且有 OA>OB，在A點以相對于圓盤的速度V沿半徑方向向B點拋出一球。如果圓盤是靜止的，則經(jīng)過一段時間：△t =(OA-OB)/ V后，球會到達B，但結(jié)果是球到達了B轉(zhuǎn)動的前方一點B’，對這個現(xiàn)象可如下分析，由于圓盤在轉(zhuǎn)動，故球離開A時，除了具有徑向速度V’外，還具有切向速度VA，而B的切向速度為VB，由于B的位置靠近圓心，所以VA>VB，在垂直于AB的方向上，球運動得比B遠些。這是在盤外不轉(zhuǎn)動的慣性系觀察到的情形。對于以圓盤為參考系的B，他只看到A以初速度向他拋來一球，但球并未沿直線到達他而是向球運動前方的右側(cè)偏去了，對這一結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，球在具有徑向初速度V’的同時，還具有了垂直于這一方向而向右的加速度a’，應(yīng)用牛頓第二定律對于加速度的解釋，既然球出手后在水平方向上沒有受到“真實力”的作用，那么球一定受到了一個垂直于速度V’而向右的慣性力Fc。這種在轉(zhuǎn)動參考系中觀察到的運動物體(由于轉(zhuǎn)動參考系中各點的線速度不同而產(chǎn)生)的加速現(xiàn)象即為科里奧利效應(yīng)，產(chǎn)生此效應(yīng)的虛擬的慣性力叫科里奧利力。

MEMS陀螺儀的重要參數(shù)包括：分辨率(Resolution)、零角速度輸出(零位輸出)、靈敏度(Sensitivity)和測量范圍。這些參數(shù)是評判MEMS陀螺儀性能好壞的重要標志，同時也決定陀螺儀的應(yīng)用環(huán)境。

分辨率是指陀螺儀能檢測的最小角速度，該參數(shù)與零角速度輸出其實是由陀螺儀的白噪聲決定。這三個參數(shù)主要說明了該陀螺儀的內(nèi)部性能和抗干擾能力。對使用者而言，靈敏度更具有實際的選擇意義。測量范圍是指陀螺儀能夠測量的最大角速度。不同的應(yīng)用場合對陀螺儀的各種性能指標有不同的要求。

三軸陀螺儀芯片怎么使用，大家要使用三軸陀螺儀芯片，需要以下步驟：

了解芯片規(guī)格：首先，您需要熟悉所使用的三軸陀螺儀芯片的規(guī)格和功能。查閱芯片的數(shù)據(jù)手冊或技術(shù)規(guī)格說明，了解芯片的工作原理、接口規(guī)范、電源需求以及輸出數(shù)據(jù)格式等關(guān)鍵信息。

設(shè)計連接電路：根據(jù)芯片的接口規(guī)范，連接芯片與目標系統(tǒng)的電路。通常，三軸陀螺儀芯片需要連接供電線、地線以及數(shù)據(jù)通信線(如I2C或SPI)。確保正確連接芯片的供電和地線，以及正確配置數(shù)據(jù)線的連接方式。

電源設(shè)計和管理：為陀螺儀芯片提供適當?shù)碾娫础８鶕?jù)芯片規(guī)格，提供正確的電壓和電流，并遵循芯片的電源管理建議。這可能包括使用穩(wěn)壓器、濾波器和電源線調(diào)整來保證穩(wěn)定的供電。

上電初始化芯片：在將芯片連接到目標系統(tǒng)后，您需要初始化芯片以確保其正常工作。這可能涉及配置芯片的參數(shù)或寄存器設(shè)置，例如選擇量程、采樣頻率或使能特定功能。根據(jù)規(guī)格手冊，編寫適當?shù)某跏蓟a，并將其加載到目標系統(tǒng)中。

數(shù)據(jù)讀取和處理：讀取芯片輸出的數(shù)據(jù)以獲取角速度信息。根據(jù)芯片的輸出格式，您可以使用合適的通信協(xié)議(如I2C或SPI)從芯片讀取數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)規(guī)格手冊中的說明，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為物理角速度值。這可能涉及校準、單位轉(zhuǎn)換和濾波等處理步驟。

應(yīng)用開發(fā)：將陀螺儀的角速度數(shù)據(jù)用于您的應(yīng)用程序。根據(jù)您的具體需求，您可以使用這些數(shù)據(jù)進行導(dǎo)航、姿態(tài)控制、運動檢測或其他相關(guān)任務(wù)。編寫相應(yīng)的算法和邏輯，根據(jù)陀螺儀提供的數(shù)據(jù)進行應(yīng)用程序的開發(fā)和實施。

需要注意的是，每個三軸陀螺儀芯片可能在具體使用上略有差異，因此請始終參考芯片的相關(guān)文檔和指南以確保正確操作和最佳性能。