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      科普知識
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      慣性傳感器

      SDI MEMS慣性傳感器應用方案

      發布日期:2022-10-09 點擊率:103

      一、MEMS慣性傳感器簡介
        MEMS慣性傳感器包括MEMS角速率陀螺和MEMS線加速度計兩大類。MEMS角速率陀螺是沒有旋轉馬達的固態角速率陀螺; MEMS線加速度計是沒有質塊移動的固態線加速度計。它們都采用進口MEMS芯片,制造采用BIMOS生產工藝和載流焊及表貼工藝技術,電容式輸出。形成功能完整的角速率傳感器和線加速度傳感器。具有高可靠性和高封裝堅固性。還具有自檢測(Self Test)功能,可實現BIT(Built-In-Test)機內檢測。
        MEMS慣性傳感器特性:
        a) 體積小:我公司研制的最小的角速率陀螺只有14×14×7mm3。
        b) 重量輕:我公司研制的最輕的角速率陀螺只有12克。
        c) 單電源供電,功耗小:多為+5V供電,功耗僅6mA。
        d) 測量范圍很寬:MEMS角速率陀螺的測量范圍低中速型為5°/ S ∽1,000°/ S,高速型是1,000∽12,000°/ S,超高速可高達50,000°/ S 。
        e) 耐沖擊加速度能力很強:角速率陀螺的標稱值多為2,000g;加速度計的標稱值多為1,000g。但經有效的集成封裝工藝技術可提高十倍,達到20,000g。
        f) 非線性小,即線性度較好:一般為<0.5%F.R,最高可達0.05%F.R。
        g) 幾乎沒有遲滯:輸出隨輸入在滿量程范圍內的電壓值比較確定,作為控制信號和測量信號比較準確。
        h) 帶寬多可調整:絕大多數用進口芯片研制的慣性傳感器的帶寬可選≤500HZ的任一帶寬;個別慣性傳感器的帶寬可選≤1,000HZ的任一帶寬。但直接進口的MEMS 慣性傳感器成品,則一般不可調整。
        i) 噪聲的影響不大:零位附近存在隨機噪聲,大約5mV左右,不易濾掉,這種隨機噪聲隨著角速率或加速度的產生其作用就不太明顯,作為控制信號和測量信號不受影響。如要對輸出信號進行10秒內的積分也無大礙。而>10秒的積分則需謹慎,可選噪聲很小的去試,可對輸出信號進行1~4極的濾波,以濾掉隨機噪聲以外的噪聲,得到平滑的信號,以便更好的應用。
      j) 可選擇是否帶溫補:特別是對溫差變化較大的用戶,例如航空飛行器,要考慮溫漂的影響,可考慮有溫補的。對于導彈類的航天、兵器及民用產品,溫度變化不大,則可不考慮溫漂的影響,不必溫補。

      二、MEMS慣性傳感器應用的技術領域
        應用于武器的制導技術領域
        航空航天飛行器控制技術領域
        應用于艦船測控技術領域
        應用于機動車自動導航和自動駕駛系統、防滑控制系統、碰撞檢測系統
        應用于工業測控領域:工業機器人、航空攝影、地震監測、氣象觀測等
        應用于橋路建設領域:橋墩打樁的測量與控制系統,路基﹑鐵軌的測量與路面鋪設的測量與控制系統等
        應用于地質勘探領域:定向鉆井、大地測量、礦山隧道等

       

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