MEMS加速度计是MEMS领域较早开始研究的传感器之一。经过多年的发展,MEMS加速度计的设计和加工技术已经日趋成熟。 它的工作原理就是靠MEMS中可移动部分的惯性。由于中间电容板的质量很大,而且它是一种悬臂构造,当速度变化或者加速度达到足够大时,它所受到的惯性力超过固定或者支撑它的力,这时候它会移动,它跟上下电容板之间的距离就会变化,上下电容就会因此变化。电容的变化跟加速度成正比。根据不同测量范围,中间电容板悬臂构造的强度或者弹性系数可以设计得不同。还有如果要测量不同方向的加速度,这个MEMS的结构会有很大的不同。电容的变化会被另外一块使用芯片转化成电压信号,有时还会把这个电压信号放大。电压信号在数字化后经过一个数字信号处理过程,在零点和灵敏度校正后输出。无锡凌思科技有限公司是一家专业提供惯性导航的公司,有想法的不要错过哦!深圳LINS355惯性导航厂家
早期的惯性测量单元是机械式陀螺仪,主要用于航海测量航向,后在二战时,德国飞弹采用陀螺仪确定方向和角速度,用加速度计测试加速度,从而控制飞行姿态,争取让飞弹落到想去的地方,但那时的仪器精度较低。而后1976年等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,以及后来的激光陀螺仪,使得陀螺仪灵敏度高,工作可靠,使得其在飞机、航天器和船舶的控制和导航上得到普遍的应用。 但IMU推动极速发展的趋势还是采用MEMS制程的传感器,MEMS中文叫微机电系统( Micro-Electro-Mechanical System),借用微电子加工的方式把庞大的惯性测量单元做到几微米甚至更小的尺寸,除此以外,还能借助微电子加工的优势获得更低的功耗,更轻的重量,更好的量产性和一致性。武汉MEMS惯性导航IMU无锡凌思科技有限公司为您提供惯性导航,期待为您服务!
智能手机和平板电脑 IMU在手机和平板电脑的应用很普遍,很多游戏如飞行游戏,体育类游戏,陀螺仪监测游戏者手的位移,从而实现各种游戏操作效果。而我再举个简单的例子,当我们水平倾斜手机时,我们的智能手机会神奇地从纵向变成横向。这就是我们手机里IMU中加速度计的功能。 在我们的手机上,通常带有3轴加速度计的IMU来感应重力作用的方向。 IMU芯片放置在手机内部,通常有3个加速度计放置在3个方向。一个用于测量手机长边(X方向)的加速度,一个用于测量手机短边(Y方向)的加速度,一个用于测量从手机出来的轴(z方向)的加速度。 如果在X方向放置的加速度计中测量到重力加速度,则意味着我们以纵向模式手持手机,类似地,如果我们以横向模式手持手机,则在Y方向放置的加速度计上将感测到重力加速度。从而根据感应重力方向动态旋转屏幕。
传感器还可能具有交叉灵敏度,很多时候需要对此进行补偿,即使无须补偿,至少也需要加以了解。此外,惯性传感器的性能指标存在许多不同的标准,这使得上述问题的解决更加困难。当指定角速率传感器要求时,多数工业系统设计工程师主要关心的是陀螺仪稳定性(随时间发生的偏置估算),消费级陀螺仪通常不会规定这一特性。如果传感器的线性加速度性能较差,那么即使0.003°/s的良好陀螺仪偏置稳定性也可能毫无意义。例如,假设线性加速度特性为0.1°/s/G,在旋转±90° (1 G)的简单情况下,这将给0.003°/s的偏置稳定性增加0.1°的误差。加速度计通常与陀螺仪一起使用,以便检测重力影响,并且提供必要的信息来驱动补偿过程。 为了优化传感器性能并尽可能缩短开发时间,需要深入了解传感器灵敏度和应用环境。校准计划可以针对影响较大的因素进行定制,从而减少测试时间和补偿算法开销。面向具体应用的解决方案将适当的传感器与必要的信号处理结合在一起,如果具备高性价比并且提供现成可用的标准系统接口,这些解决方案将能消除许多工业客户过去所面临的实施和生产障碍。无锡凌思科技有限公司是一家专业提供惯性导航的公司,有想法可以来我司参观了解!
未来MEMS惯性传感器的发展主要有四个方向: 1、高精度 导航、自动驾驶和个人穿戴设备等对惯性传感器的精度需求逐渐提高,精细化测量需求和智能化的发展也对传感器的精度提出了越来越高的要求。 2、微型化 器件的微型化可以实现设备便携性,满足分布式应用要求。微型化是未来智能传感设备的发展趋势,是实现万物互联的基础。 3、高集成度 无论是惯性测量单元还是惯性微系统都是为了提高器件的集成度,进而实现在更小的体积内具备更多的测量功能,满足装备小体积、低功耗、多功能的需求。 4、适应性强 随着MEMS惯性传感器的应用范围越来越普遍,工作环境也会越来越复杂,例如:高温、高压、大惯量和高冲击等,适应复杂环境能够进一步拓宽MEMS惯性传感器的应用范围。无锡凌思科技有限公司惯性导航服务值得放心。武汉MEMS惯性导航IMU
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零偏不稳定性(Bias Instability) IMU传感器的零偏会随着时间发生漂移的现象被称为零偏不稳定性bias instability,也被称为flicker noise。零偏不稳定性通常会在低频下被观察到,而高频的闪烁噪声往往会被白噪声所掩盖。 由闪烁噪声引起的偏差波动通常被建模为随机游走(random walk)。零偏不稳定性测量描述了在固定条件(通常为恒温)下,在指定的时间段内传感器的零偏发生的变化。他是一款陀螺仪传感器或者IMU十分重要的指标。Bias instability通常指定为 1σ 值,单位为°/h,对不太精确的传感器也会采用°/s的单位。深圳LINS355惯性导航厂家
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