Σε τομείς όπως η αδρανειακή πλοήγηση, ο έλεγχος των drones και τα έξυπνα wearables, η ακρίβεια της μέτρησης των γυροσκοπίων MEMS καθορίζει άμεσα την απόδοση του συστήματος.λόγω παραγόντων όπως το στρες της συσκευασίαςΤα γυροσκόπια MEMS είναι επιρρεπή σε αποκλίσεις δεδομένων μετά την έξοδο από το εργοστάσιο.Ελεγχόμενη θερμοκρασίαΠερικυκλωτές, ως ειδικό εξοπλισμό βαθμονόμησης, μπορεί να εξαλείψει τα σφάλματα του συστήματος μέσω τυποποιημένων διαδικασιών, επιτρέποντας στο γυροσκόπιο να επιστρέψει στην βέλτιστη κατάσταση μέτρησης.Αυτό το άρθρο περιγράφει τα βασικά βήματα και τις βασικές τεχνολογίες για την βαθμονόμηση των γυροσκοπίων MEMS χρησιμοποιώνταςθερμοκρασία...Ελεγχόμενη περιστρεφόμενη πλακέτα, που βοηθά τους μηχανικούς να ολοκληρώνουν αποτελεσματικά την εργασία βαθμονόμησης.

Ι. Προετοιμασίες πριν από την βαθμονόμηση: διπλή επαλήθευση του εξοπλισμού και των παραμέτρων

Η ακριβής βαθμονόμηση απαιτεί ένα σταθερό περιβάλλον δοκιμής και η βασική εργασία προετοιμασίας περιστρέφεται γύρω από την "αντίσταση εξοπλισμού" και την "επαναφορά κατάστασης":

Επιλογή και σύνδεση εξοπλισμού: Επιλέξτε ένατροχόστρωμα με ελεγχόμενη θερμοκρασίαμε εύρος γωνιακής ταχύτητας που καλύπτει το εύρος μετρήσεων του γυροσκόπου (συνήθως ±1000°/s έως ±20000°/s) και ακρίβεια γωνιακής θέσης ≤0,001°·πλήρης επικοινωνία δεδομένων μεταξύ του δίσκου και του γυροσκόπου μέσω διεπαφής RS485/USB, και συνδέεται με σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας για τη σταθεροποίηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος σε 25°C±2°C (για την εξάλειψη παρεμβολών θερμοκρασίας).

Προεπεξεργασία με γυροσκόπιο: Εγκαταστήστε το γυροσκόπιο MEMS στην κεντρική πλατφόρμα τοποθέτησης της περιστρεφόμενης πλάκας, διασφαλίζοντας ότι η επιφάνεια τοποθέτησης είναι κάθετη στον άξονα περιστροφής της περιστρεφόμενης πλάκας (λάθος κοαξιότητας ≤ 0,02 mm).προθέρμανση για 30 λεπτά για να επιτραπεί στο εσωτερικό κύκλωμα του γυροσκόπου να φτάσει στην θερμική ισορροπία και να αποφευχθεί η μετατόπιση της αρχικής θερμοκρασίας από τα δεδομένα βαθμονόμησης.

Ρυθμίσεις παραμέτρων αναφοράς: Εισαγωγή βασικών παραμέτρων, όπως μοντέλο γυροσκόπου, ονομαστική ευαισθησία (π.χ. 10mV/(°/s)), και τάση μηδενικής παρεκκλίσεις στο σύστημα ελέγχου του περιστρεφόμενου,προσαρμογήτο πρότυπο πρωτόκολλο βαθμονόμησης (π.χ. IEEE 1554.2) και να ολοκληρώσει την αντιστοίχιση παραμέτρων μεταξύ των συσκευών.

Δραστηριότητα της κεντρικής βαθμονόμησης: πλήρης διάσταση βαθμονόμησης από στατική μηδενική προκατάληψη σε δυναμική ταχύτητα

Το ελεγχόμενο με θερμοκρασίαΤο στρογγυλοστάτη επιτυγχάνει ολοκληρωμένη βαθμονόμηση της μηδενικής κλίσης, της ευαισθησίας και του μη γραμμικού σφάλματος του γυροσκόπου μέσω συνδυασμού στατικής θέσης και δυναμικής περιστροφής.Η βασική διαδικασία αποτελείται από τρία βήματα:

1. Στατική βαθμονόμηση μηδενικής προκατάληψης: Εξάλειψη αναφοράς στατικού σφάλματος

Το μηδενικό σφάλμα προκατάληψης είναι η μετατόπιση της εξόδου ενός γυροσκόπου όταν είναι ακίνητος και είναι ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει την ακρίβεια των στατικών μετρήσεων.θερμοκρασία -ελεγχόμενηΤο γύρο κρατήθηκε ακίνητο (κομβικός ρυθμός = 0°/s) και τα δεδομένα εξόδου του γυροσκόπου συλλέχθηκαν συνεχώς για 10 λεπτά.και η μέση μηδενική παρεκκλίσεις υπολογίστηκε με τον ακόλουθο τύπο:

Μηδενική προκατάληψηV0= (ΣVi) /n(Ι= 1 έωςn, όπουnείναι ο συνολικός αριθμός των συνόλων δεδομένων)

Εκκρεμότητες που υπερβαίνουν το εύρος των 3σ (σ είναι η τυπική απόκλιση)Οι τιμές που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των στοιχείων είναι οι τιμές που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των στοιχείων.

2Δυναμική βαθμονόμηση ευαισθησίας: εγκαθίδρυση γραμμικής σχέσης μεταξύ εισόδου και εξόδου.

Η ευαισθησία είναι η αναλογία της αλλαγής της ισχύος εξόδου του γυροσκόπου προς το γωνιακό ρυθμό εισόδου του· η βαθμονόμηση πρέπει να καλύπτει ολόκληρο το εύρος του.Η περιστροφική πλάκα με ελεγχόμενη θερμοκρασία περιστρέφεται ομοιόμορφα με πέντε χαρακτηριστικές γωνιακές ταχύτητες (π.χ. 100°/s, 500°/s, 1000°/s, 1500°/s, 2000°/s).συλλέγονται δεδομένα, και η μέση τάση εξόδουViυπολογίζεται για κάθε επιτόκιο.

ΑισθησίαΚ= (Vi-V0) /ωi(ωiείναι η οριζόμενη γωνιακή ταχύτητα του δίσκου)

μεωiως οριζόντιος άξονας και (Vi-V0) ως κάθετος άξονας. Υπολογίστε τη γραμμική εξίσωση προσαρμογής χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των ελάχιστων τετραγώνων για να εξασφαλιστεί ότι η καλοσύνη της προσαρμογήςR2≥ 0.999Η κλίση σε αυτό το σημείο είναι η πραγματική ευαισθησία μετά την βαθμονόμηση.

3. Μη γραμμική βαθμονόμηση σφαλμάτων: Διόρθωση αποκλίσεων σε όλη τηνΠλήρηςεύρος μέτρησης.

Βάσει της βαθμονόμησης ευαισθησίας, προστίθενται 10 ομοιόμορφα κατανεμημένα σημεία γωνιακής ταχύτητας (π.χ. 200°/s, 400°/s...1800°/s), επαναλαμβάνεται η διαδικασία δυναμικής απόκτησης δεδομένων,και υπολογίζει την απόκλιση μεταξύ της πραγματικής ισχύος και της γραμμικής τιμής προσαρμογής σε κάθε σημείο:

Μη γραμμικό σφάλμαδ= [(_{πραγματικό}V-_{εφοδιασμένο}V) / (πλήρη κλίμακαV - V0)] × 100%

Ανδυπερβαίνει τις απαιτήσεις απόδοσης του γυροσκόπου (συνήθως ≤ 0,5%), πρέπει να εφαρμοστεί συντελεστής αντιστάθμισης σφάλματος μέσω του συστήματος ελέγχου του στρογγυλοστάτη για να επιτευχθεί μη γραμμική διόρθωση σε όλη την περιοχή.ΠλήρηςΠεριοχή.

ΙΙΙ. Επιβεβαίωση μετά την βαθμονόμηση: Βασικό βήμα για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας των δεδομένων

Μετά την βαθμονόμηση, το σύστημα πρέπει να περάσει και τις δύο επαληθεύσεις "επανακριβώσεων βαθμονόμησης" και "ελέγχων σεναρίων".

1.Ανακατάταξη και επαλήθευση: Τυχαίως επιλέξτε 3 γωνιακέςΠοσοστόσημεία (π.χ. 300°/s, 800°/s, 1600°/s), επαναλαμβάνεται η διαδικασία δυναμικής βαθμονόμησης και συγκρίνεται η ευαισθησία και η μηδενική παρεκκλίσεις των δύο βαθμονόμησεων.η ακρίβεια εγκατάστασης και η σύνδεση απόκτησης δεδομένων πρέπει να επανεξεταστούν.

2.Δοκιμή σεναρίου: Συνδέστε το βαθμολογημένο γυροσκόπιο με την μονάδα μέτρησης αδρανείας (IMU), προσομοιώστε τις αλλαγές στάσης του drones (όπως ± 30° κλίση και περιστροφή) μέσωμε ελεγχόμενη θερμοκρασίαΤο σφάλμα πρέπει να ελέγχεται εντός 0,01°.

Μέσω τυποποιημένης βαθμονόμησης με τη χρήσημε ελεγχόμενη θερμοκρασίαγύρο, η σταθερότητα μηδενικής μεροληψίας των γυροσκοπίων MEMS μπορεί να βελτιωθεί κατά περισσότερο από 50% και το σφάλμα ευαισθησίας μπορεί να ελεγχθεί εντός 0,1%,παρέχοντας βασική εγγύηση για την ακριβή λειτουργία των επόμενων συστημάτων.