基于MEMS陀螺仪的微惯性测量系统的实现

微机电(MEMS)惯性传感器应用日益广泛,本文给出了一种基于新型MEMS陀螺仪的微惯性测量系统的实现.系统采用了ANALOG DIVICES公司的AIDS16255陀螺仪,其精度较高,并增加了校准功能,能够在内部对敏感度和偏差因子进行补偿.系统具有体积小、重量轻、可扩展性好等特点.本文给出了系统的原理图和软件流程的关键内容.     

微型惯性测量组合数据采集系统

根据目前微观性测量单元Mimu中硅微机械陀螺仪和加速度计的主要技术性能及A/D转换技术的现状,提出了基于高集成度、低功耗和6通道16位逐次逼近型ADC的电压输出实时数据采集系统.介绍了为提高系统应用性能而采取的技术措施,并通过实际测试证实了这些措施的必要性和有效性.实验表明,此数据采集系统测出的零位稳定性和标度因数等性能指标与用Agilent六位半34401 A数字万用表测出的结果一致,满足设计要求.     

基于MEMS传感器的车载微惯性测量单元设计

为了感知汽车姿态,利用MEMS传感器自主设计了一种车载微惯性测量单元(MIMU),详细介绍了三轴MEMS加速度计、三轴MEMS陀螺和正六面体的设计。该单元具有成本低、精度高、体积小,且便于标定等优点,可以方便地运用到汽车姿态实时监测系统中。给出了单元的标定方法,分析了其误差来源,建立误差模型以及自主设计了标定系统。实验结果表明:该单元能有效地消除信号干扰,具有满意的精度要求,可对运用该单元进行汽车姿态监测等提供理论研究与工程应用参考。     

MEMS-SAW陀螺仪研究

采用耦合模(COM)理论对声表面波(SAW)谐振器进行数字模拟,并采用梅森(Mason)正交场模型对陀螺仪和传感器进行模拟设计,最后对SAW谐振器和SAW传感器进行实验评价.这种陀螺仪具有额外的能力,可以作为无线陀螺仪和集成在SAW加速度传感器上.     

MEMS三轴数字陀螺仪标定方法研究

MEMS陀螺仪作为低成本惯性测量单元在物体姿态监测与导航控制中有着广泛应用.根据三轴数字陀螺仪的数学模型,设计了三轴数字陀螺仪的标定实验,介绍了数学模型中陀螺仪标度因数、安装误差系数以及零偏移值的计算与处理方法.理论分析与实验结果表明:该标定方法原理简单、易于实现,且标定结果精度高,标定后的解算矩阵可为后续姿态解算和导航控制提供较为准确的量测数据,同时,该标定过程和数据处理方法对MEMS三轴数字陀螺仪的标定具有一定的参考价值.     

MEMS传感器的惯性测量模块的设计与初始校准

设计了一种基于微机电系统(MEMS)传感器的惯性测量模块,它包括三轴加速度计、三轴陀螺和三轴磁阻传感器。这种惯性测量模块具有体积小、功耗低、成本低的优点,可以方便地用在微小机器人定位系统以及空中机器人控制系统中。详细分析了模块的误差来源,提出了模块中三轴加速度计的非正交误差模型。并运用基于Newton迭代的方法实现了一种自动初始校准算法。实验结果表明:这种自动初始校准算法可以有效地消除该模块的固定偏差、比例误差和非正交误差。     

飞思卡尔惯性传感器增强汽车安全气囊系统灵敏度

<正>Strategy Analytics公司的数据分析显示,安全系统传感器已经成为继动力传动系统之后的第二大传感器细分市场,而且安全系统传感器增长依然强劲。无论从单位产量还是从市场产值看,气囊系统传感都是汽车安全传感器中最主要的应用,而且那些能够提供具有价格竞     

基于MEMS和CORTEX-M3的微惯性测量单元研制

从工程实际出发,给出了一种基于新型Cortex-M3内核ARM和MEMS惯性传感器的低成本、高性能微型惯性测量单元的结构框架。详细介绍了采用三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计和三轴磁阻传感器研制的微惯性测量单元硬件设计方案,分析了陀螺和加速度计的信号噪声,利用均值滤波法对信号进行预处理,对预处理后的信号采用FIR滤波器进行滤波,对陀螺和加速度计进行了标定。该测量单元已应用于某小型无人机的姿态测量,达到预期效果。     

MEMS陀螺主要性能指标研究

以ADI公司的微角速度单轴陀螺仪ADXRSXXX为例,对MEMS陀螺的主要性能指标进行了研究,并进行了标定实验,计算了主要性能指标。通过数据拟合方法得到了该陀螺的校准曲线,经过分析计算,该陀螺的精度较高,在姿态测试系统中有一定的应用前景。     

硅阵列探针上基于IrOx的pH传感器和电生理信号传感器

脑部区域的pH值是哺乳动物中枢神经系统(CNS)的重要环境参数,并与多种神经系统疾病相关.采用微机电系统(MEMS)工艺和电化学方法制造了由电化学电极点和电生理电极点组成的多功能密歇根探针.在多功能密歇根探针中,电生理电极点在1 kHz时具有10 kΩ的低阻抗,而电化学电极点则对pH值具有47 mV/pH的灵敏度.此多...     

现代军用MEMS惯性传感器技术进展

现代化军事需求小型惯性传感器。技术已成熟的惯性导航和制导系统包括机械陀螺、环形激光陀螺(RLGs)、光纤陀螺(FOGs)以及半球共振陀螺(HRGs)。现在主要用于军事的还有微机电系统(MEMS)陀螺仪和加速计。采用光子晶体光纤(PCFs)的干涉光纤陀螺(IFOGs),即PC—IFOGs。重点阐述MEMS/集成光(IO)波导惯性传感器技术进展。分析小型陀螺仪和加速计技术发展前景及在未来快速反应,精确打击中的作用。     

MEMS在惯性测量中的应用

对MEMS在惯性测量中的应用状况进行了总结 ,介绍了加速度计和陀螺仪的基本工作原理和商业化情况 ,提出了我国发展微机械惯性传感器的一些发展思路     

MEMS惯性器件的主要失效模式和失效机理研究

针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,通过大量的历史资料调研和失效信息收集等方法,针对微机电系统(MEMS)器件的可靠性问题,对冲击、振动、湿度、温变、辐照和静电放电(ESD)等不同环境应力条件下的MEMS惯性器件典型失效模式及失效机理进行了深入分析和总结,研究结果有利于指导未来MEMS惯性器件的失效分析和可靠性设计.     

实用的MEMS惯性器件外场标定方法

在实际工程应用中,当不具备高精度实验室标定设备时,研究简易可行的MEMS惯性器件外场标定算法非常有必要。在分析MEMS惯性器件误差模型的基础上,提出一种基于椭球模值约束算法的外场标定方法,通过设计合理的实验编排方案和有效的求解算法来实现对误差模型参数的估计。对比实验结果表明:所提出的标定方法简易可行,其误差系数在合理的误差范围内,从而证明了该外场标定方法的有效性。     

微机电加速度计的六位置标定

加速度计是惯性导航系统测量载体加速度和影响惯性导航系统精度的主要元器件.为提高惯性导航系统的精度,在使用加速度计以前需要进行加速度计的标定测试[1].主要介绍了微机电(Micro Electro Mechanical Systems,简称MEMS)加速度计的六位置标定法,以便从MEMS加速度计的误差模型中分离出MEMS加速度计的各项标定参数.这些参数包括MEMS加速度计的标度因数、零位漂移以及安装误差系数.并且在得到MEMS加速度计的各项标定参数后将其封装在C函数中进行了验证实验.实验结果表明MEMS加速度计的六位置标定法的原理简单并且在工程应用中容易实现,所得到的MEMS加速度计的输出不但反映了MEMS加速度计的实际输出,而且使MEMS加速度计的线性度得到改善.     

MEMS传感器的标准化现状与发展对策

随着MEMS传感器在各个领域的广泛应用,传感器领域的标准化工作思路和技术路线发生了变化。论述了目前国内外MEMS传感器标准的现状,并就国内外MEMS传感器标准体系的发展过程、特点、标准体系存在的问题、与现有半导体标准的关系进行了分析探讨,同时,对我国MEMS传感器标准的发展对策提出了建议。     

MEMS数字倾角仪的标定补偿方法研究

在介绍MEMS数字倾角仪组成结构的基础上,根据数字倾角仪内部MEMS加速度计的输出特性,对MEMS加速度计的敏感单元建立数学标定模型,提出并推导了一种适用于MEMS数字倾角仪的标定方法;该方法可以得到双轴MEMS数字倾角仪中加速度计的零位电压、标度因数矩阵、安装误差系数等敏感项参数;通过重力场静态翻转实验对实验室研制的数字倾角仪进行标定;最后使用MATLAB拟合计算得到所求标定参数,并对测试结果进行了误差分析和补偿对比;实验结果表明,该方法能使MEMS数字倾角仪的测量精度提高到±0.05°,可以满足高精度的角度测量需求。     

基于UKF的MEMS传感器姿态测量系统

针对工业和民用领域对姿态测量的需求,提出了基于MEMS加速度计、陀螺仪和磁强计的姿态测量系统,并采用无先导卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)方法处理传感器数据.针对基于加速度计和磁强计的姿态测量方式在动态测量时不准确的问题和单独采用陀螺仪测量角度产生漂移的问题,设计了基于方向旋转矩阵的...     

基于FPGA的国产MSA009加速度计测试系统设计

针对国产MEMS加速度计MSA009的工作原理和输出特性,设计了一种测试系统,以Spartan Ⅱ系列的XC2S30为主控芯片,并结合外围电路搭建了测试系统;基于ISE 8.1平台,采用VHDL硬件描述语言实现了对A/D转换芯片和Flash的控制,完成了加速度计输出信号的实时采集与存储;利用高精度三轴位置速率转台对测试系统进行试验验证,并对所采集的数据进行分析处理;经试验论证,该测试系统实现了对MSA009加速度计的测试,具有良好的实用性、稳定性.