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MEMS加快度傳感器用于中等精度導航體系
來歷:賽斯維傳感器網 頒發于 2021/5/12

特色

量程從±1g 到 ±200g

持久零偏不變性

低整流偏差

超小型20引腳LCC陶瓷氣密性封裝

(8.9mm x 8.9mm)

合用于卑劣情況

小尺寸體積

合適RoHS規范

合用于無鉛焊接進程和SMD裝置

簡介

中等精度導航體系 (IMU), AHRS 和節制體系須要陀螺儀和加快度傳感器來展望在自在空間中的活動物體的地位。加快度傳感器被用于履行初始調安然平靜改正在挪動中的陀螺漂移。在本白皮書中,咱們將相比今朝正處在開辟中的Colibrys ±10g加快度傳感器MS9010.D 和RS9010.A的首要參數,用以撐持體系設想者,并以此作為挑選最好加快度傳感器的原則。咱們將對四個首要參數停止相比,它包羅:零偏反復性,標度因數,軸瞄準性和振動整流偏差。MS9010.D的持久零偏反復性小于5mg,凡是RS9010.A樣品的第一次丈量成果小于1.5mg。MS9010.D標度因數反復性可到達400ppm。RS9010.A更可到達150ppm。另外,RS9010.A的振動整流偏差有小于100μg/g2 的潛力。

斟酌到差別范例的需要, Colibrys 為AHRS制作商供給了大批加快度傳感器的挑選, 從供給最好性-價比的規范產物MS9010.D和MS9005.D 到將代表高機能體系最好挑選的RS9010.A 。也可供給±2g和±200克之間的各類量程g。

挑選慣性加快度傳感器產物首要差別是零偏持久不變性,標度因數不變性和軸瞄準的可反復性。這些參數之以是首要是因為任何輸出旌旗燈號的偏差將在集成進程中對定位形成2倍以上的偏差。對一個以很快的加快度飛翔幾分鐘的物體,這能夠轉化為一個定位上的大偏差。并且,因為策念頭或別的來歷的臨近效應,在加快度傳感器被裝置的情況四周常常會碰到一些振動,這些振動對傳感器輸出旌旗燈號的影響被稱為振動整流偏差。對很多利用來講,產物對外部振動具備很是低的敏理性是最為首要的。

MS9010 加快度傳感器

多年以來,Colibrys一向為中等精度導航體系和規范航姿體系(AHRS)的利用供給產物,比方MS8010.D, 和比來的MS9010.D和MS9005.D。

對量程為±10g的丈量,它們總的持久零偏不變性優于7.5mg,對量程±5g,優于3.75mg,其標度因數反復性優于400ppm。圖1顯現了對各類量程MS9000.D的一年零偏不變性的丈量成果。該闡發成果還包羅:在85°時停止10天的加快老化嘗試,這對應于18個月的規范壽命時候,和對加快度傳感器為期0.2毫秒,1000g的從六個標的目的停止的打擊。

MS9000已揭示了其超卓的抗打擊機能和打擊后優良的不變性。這使得該產物可順應于一些匹敵打擊性有很高請求的利用中。咱們也開辟了抗震性高達20’000g的特地處理計劃 (HS8000 和 HS9000) 。

圖示1: 零偏不變性包羅在85°, 1000g 撞擊下停止10天的 加快老化嘗試(相稱于18個月的規范壽命時候)

RS9010 加快度傳感器

為了應答新的高端需要,Colibrys今朝正在開辟一個新的手藝平臺稱為IRIS?。它包羅一個新奇的MEMS傳感元件,一個開環ASIC和一個溫度傳感器,它們被安頓在一個有20個引腳的規范LCC封裝體系內。RS9010.A?是被設想和制作以利用于高精度、中等量程的航姿體系 (AHRS) 。

圖示2: MS9010.D (LCC20: 外部和封蓋) 和 RS9010.A (LCC20 在評價板上).

IRIS手藝包羅三個首要的改良:新的MEMS傳感器設想,MEMS組裝手藝和電子接口的改良。新型MEMS元件是專為獲得高零偏和高標度因數不變性而設想的。這個設想是經由過程領會傳感元件的物理機械機能,闡發形成漂移的機制,并設想能防止這個機制的傳感器而完成的。IRIS?接納最新的MEMS制作手藝,如深層離子刻蝕手藝(DRIE)和硅熔融鍵合手藝(SFB)。這些手藝保障了工藝的高度分歧和可展望性,從而保障了高制品率和產物的可反復性

以下四張圖顯現了RS9010.A加快度傳感器的開端表現。咱們能夠看到,顛末打擊和持久老化后,一切的零偏漂移包羅遲滯都優于1.5mg, 且標度因數不變性優于150ppm. 另外,RS9010.A的振動整流偏差可相比電機(Q-FLEX)規格。這些綜合機能使得RS9010.A成為將來的高機能航姿體系的最好候選產物之一。

這幾張圖清晰地標明,絕對機能杰出的MS9010.D產物,RS9010.A??是一個真實的改良。下圖進一步標明了在全部溫度規模內,RS9010.A持久溫度系數的機能有所改良。這標明持久不變性的進步。

圖 3: 殘剩偏置隨溫度而變更(顛末4階多項式校訂以后)

包羅在85℃下老化、并以1000g 打擊10天

圖4: 殘剩標度因數隨溫度而變更 (顛末2階多項式校訂以后) 包羅溫度遲滯

圖4: 殘剩標度因數隨溫度而變更

(顛末2階多項式校訂以后) 包羅溫度遲滯

圖 5: 在全部溫度規模的軸偏不變性(顛末2階多項式校訂以后), 打擊和加快老化

圖 5: 在全部溫度規模的軸偏不變性

(顛末2階多項式校訂以后), 打擊和加快老化

圖6: 在20 至 500Hz 和500 至 2000 Hz 頻次規模,RS9010.A振動整流偏差 < 100 μg/g2. 此圖形由37只差別的傳感器疊加而成

此圖形由37只差別的傳感器疊加而成

論斷

Colibrys公司一向為中等精度的導航體系(IMU)和AHRS研發與供給差別的加快度傳感器設想 。

MS9010.D和MS9005.D具備約5mg的全體持久偏置不變性,對一個規范的航姿體系表現了最好的性價比。比方:它們被公用于小型飛機和飛機導航,備份處理計劃或無人駕駛飛翔器(UAV)的普通贊助。這也是在打擊和振動的卑劣情況利用中的最好處理計劃。

無人機的例子

今朝,新型的RS9010.A正在開辟中,其總方針是使持久零偏反復性到達1.5mg, 它已顯現出了超卓的振動整流特征,在量程為10 g時,其數值低于100μg/g2。這些機能證實:對將來高精度航姿體系的利用,如無人機,大型民用飛機,直升機和陸軍或水兵導航和中等精度低g導航體系(IMU),RS9010.A都是最好挑選之一。

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