Mobil fejlesztés
Nemrég tudtam meg, hogy a cég STMicroelectronics bejelentette, háromtengelyes giroszkóp A3G4250D, megfelel a legszigorúbb előírásoknak autóipari alkalmazásokhoz (AEC-Q100). Ígéret költsége $ 6 megrendelések 1000 darab. Class érthető áron. Azt akartam, hogy hasonlítsa össze a leírások az érzékelő tiszteletreméltó modell Analog Devices Inc. és más gyártók. Míg megérthető datashita találtuk, hogy az útlevél meghatározott jellemzőknek ADI és az STM, például egyenlőtlen. Az út, úgy döntött, hogy megtudja, milyen is a papagájok nem összehasonlítani érzékelők, azaz amely a legsúlyosabb probléma a mikromechanik. Ennek eredményeként, a mellékelt anyagot a postai úton, vagy talán kettő. Ez a bevezetés. Összehasonlítva a la "[30 cop. Sheaf] vs. [Chugunnyi Tengely]" sajnos nem illik.
A működési elvei különböző osztályainak mikromechanikai giroszkóp és gyorsulásmérők írhat egyetlen cikket. Számos különböző típusú / eszközkategóriától. Anélkül, hogy részletesen, azt mondhatjuk, nagyjából a következő.
Érzékelőelem (SE) egy mikromechanikai giroszkóp tehetetlenségi tömege, rögzítve a házban rugók (rugalmas karok félvezető stb). Ez az érzékeny masszát vezérelt oszcillálni mentén az egyik érzékelő tengelyek. Ez a tengely a tengelye gerjesztési (bemeneti tengely). Ezzel a tengely üzemmód van beállítva. A méréseket az ugyanazon a tengelyen rá merőleges (kimenet). A működési elve az, hogy a forgatás közben a test körüli mérési tengely (más néven érzékenység tengely) mellett az érzékelő elem mentén bemeneti tengely oszcilláció elkezd rezegni mentén is a harmadik, kimenet. Ha valaki tudja, hogy mi Lissajous számok. Egy könnyen felismeri, hogy CHE kezdődik, hogy leírja a tér egy kör (vagy ellipszis).
Így egyszerű futó egytengelyes érzékelőt. A két és három tengely érzékelő tartományán az SE és a mérési rendszer, mert szegélyezik másik felfüggesztő rendszer / méter. Ie egy összeállító CHE / szuszpenzióban / mérő (hagyjuk, hogy kell összeszerelni, hogy az X tengely) maga egy rezgő ChE egyéb szerelvények (pl., OY), amely benne van a szerelési mérésére a OZ. Lehetőség van, természetesen, és külön rendszer.
által micromeccanica szakember a fenti szövegben lesz képes megtalálni elég rendesen. Írásbeli durva és a hivatkozás megkönnyítése érdekében. És meg van írva, hogy a zökkenőmentes átmenetet a leírás egyik legsúlyosabb problémát a mikromechanika, azaz érzékenység lineáris gyorsulás.
Elméletileg oszcilláló ChE ne érezze a gyorsulás és nem kellene térhálós (abban az esetben, két- vagy háromtengelyes Datiko) más érzékenység tengely (MOS). Azonban, mivel a tökéletlenségek létrehozásának egy három-dimenziós szerkezet belül integrált áramkör tömeg CHE központok eltolódott, maradék feszültségek jelennek meg az anyagban, a rugók különböző rugalmassági, stb Ennek eredményeként az OX SE kezd reagálni a hatását OY, lineáris gyorsulás kezdődik torzítja a mért a giroszkóp. Ie mérési jelenik növekmény a szögsebesség, amely valójában van (random drift).
Hogy a termelés Jae ideális nem lehetséges (vagy nem érdemes), így a tervezés érzékelők vannak további elemek szükségesek ahhoz, hogy csökkentik az érzékenységet, hogy a parazita hatások említhetők. Elsősorban az egyszerűség és még elutasítás jelenlétében parazita elemek hatások csak különböznek olcsó (akár $ 10-15) érzékelők érzékelők közegben ($ 30-100) és a felső (100 $ +) ár tartományban.
Az egyik habrastatey I tárgyalt a kérdést elhanyagolható reakciót olcsó giroszkópok a parazita hatásokat (pl itt). Egyértelmű, hogy nincs szükség statikus kvadrakoptera izgalyatsya. De ez csak egy demo egység használható statikus. UAV, hogy mozog, dinamikus jellemzőit tisztességes. Különben miért lenne képes használni? Nézni, és mi volt a kerítés?
Körülbelül a reakció a rezgések, amelyek nagy intenzitású kvadrakopterah például különösen erős nem szükséges. Mindenki tudja, mi az. Ezért úgy vélem, hogy a kérdés érzékenységére giroszkóp a gyorsulás és a rezgés nagyon fontos, hogy hozzon létre egy mozgó tárgy a normál dinamika.
A hibák mikromechanikai giroszkóp
Az első dolog, hogy a fogások a szeme fejlesztők adatlap az érzékelők, az úgynevezett „zéró stabilitás”. Végtére is, úgy tűnik, hogy ez a lehetőség végső soron meghatározza a szenzor érzékenységét, azaz minimális bemeneti hatás, amely úgy érzi érzékelőt. Mivel az alacsony stabilitása a talaj sok MMG modellek, egészen mostanáig sokan úgy gondolják, hogy a mikromechanikai giroszkóp (MMG) nem érzi a Föld forgása. Ott MMG modell, amelynek nulla stabilitása kicsit több, mint 2 ° / óra (Föld ismert forog sebességgel 15 ° / óra). A gyakorlatban azonban ez nem jelenti azt, hogy minden ugyanaz lehet majd mérni a Föld forgása.
Bármi is volt, a fejlesztő nézi a stabilitást a földre. Érthető paraméter jelzi, hogy milyen mértékben nulla érzékelő ingadozni fog egy laboratóriumi méretű. Azonban, ez a stabilitási paramétert „gömb ló vákuumban”. A valóságban azonban a bejelentett stabilitási nem. Miért? Igen, mert vannak tartalmazza stabilitás (nem stabil) miatt a belső hibaforrások. Milyen feltételek mellett az érzékelő fog működni gyártó nem tudja megjósolni, hogy ezek a feltételek, és okozta az eltérést.
Két megközelítés leküzdésére hibák: hardver és algoritmikus (read szoftver). A második megközelítés hozzáadásával jár speciális firmware BTSEVM szoftvermodulokból hibák kijavítására okozó parazita folyamatokat. És ez a megközelítés nem ajánlott, mivel a legjobb. Az első helyen maga az érzékelő kell eloltani a zaj. Központi agy foglalkozni nem súroló fő törmelék, befejező és értékelés a magas szintű algoritmusok (navigáció, stabilizáció, automatizálás). Vannak mindenféle módszertani hibákat. Ezek könnyen le bizonyos formulák, így azok könnyen kompenzálni a szoftvert.
Miért ez az egész? És az a tény, hogy az érzékelők helyes kiválasztása szempontjából optimális a árához viszonyítva pontosság jellemzőit. És akkor a fő paraméterei a választás valószínűleg a giroszkóp érzékenységét lineáris gyorsulás (g-érzékenység) és a rezgés (g² érzékeny). Miért írjuk alábbiakban ismertetjük.
Nulla hőmérséklet hiszterézis
MMG nulla hibák, amelyek változhatnak függően a hőmérséklet a ház belsejében. Ahhoz, hogy végezzen hőmérséklet kompenzáció MMG beépített hőmérséklet-érzékelő. Azok pontosságát lényegesen nem számít, fontos csak az ismételhetőség. De a hőmérséklet kompenzáció a probléma - hiszterézis. Hiszterézis ebben az esetben - a különbség szükséges korrekció értékét egy adott hőmérséklet-két alkalommal - amikor a készülék eléri ezt a hőmérséklete, és lehűtjük az esetben, amikor ez melegítjük ugyanezen a hőmérsékleten. Lásd. Az alábbi táblázat.
Ez a grafikon azt mutatja, egy nulla hőmérséklet hiszterézis ADXRS453 MMG, amikor a hőmérséklet-változás a + 25 ° C-tól + 130 ° C-on, majd -45 ° C és vissza a + 25 ° C-on Ez a hiszterézis jelentkezik függetlenül attól, hogy az érzékelő bekapcsolt során a hőmérséklet-ingadozásnak, vagy sem. Továbbá hiszterézis függ, hogy milyen széles tartományban a hőmérséklet-változások.
A helyzetet bonyolítja? Nem, nem igazán. Általában a MMG nem alkalmazható az orientáció meghatározására szögek nélkül néhány külső vonatkoztatási rendszer, amely lehetővé teszi, hogy állítsa vissza a lap hiba alacsony szintre. Ugyanezen rendszer lehet meghatározni, és az aktuális nullapont. Így a hő nulla elmozdulás és Léptéktényező hiba normál használat hatékonyan ellensúlyozhatja (akár néhány kisebb nulla értéket).
Hibák miatt rezgések
Ha a drift állandó, és mindig egy irányba - ez csak beszélünk a rossz kalibrációs 0 0 MultiWii gir kalibrálni minden bekapcsoláskor, de nem tökéletesen (felfelé kerekítve), ha meg legalább a tizedik lesz sokkal jobb. De ezt az alkalmazást, a giroszkóp, még érzékelhető eltolódás nem szörnyű, hiszen a referencia irányát (iránytű és gyorsulásmérő), melyek azt korrigálni.
De kiderül, a drift érzékenysége miatt a gyorsulás függ a gyakoriság, amellyel ez a gyorsulás változik. Az alábbiakban grafikonok a kimeneti jel MMG CRG20-01 (a darab szállít egy demo-board költség, ha nem tévedek, a régióban $ 100-150 szállítással) a frekvencia az alkalmazott gyorsulási változásokat.
A grafikon azt mutatja, hogy a hiba a gyorsulás amplitúdó független. De van egy függés a frekvencia. És csak hogy ez a hiba nem skompensiruesh (nagy változatosságot és bonyolult változások érzékenységi görbe). Kompenzálására g² érzékenységű, ha állandó, akkor könnyű. De ismétlem, nem minden gyártó adatlapján mutatják grafika ezt a lehetőséget. A fejlesztő gyakran kell építeni ezeket a grafikonokat kísérletileg. És gyakran ez történik a területen a már futó a készülék működését.
Tovább csapda korrekciójával gyorsulásmérők - fázisillesztés. Általában a természetes frekvenciákat a gyorsulásmérő és a giroszkóp nem egyezik, és a frekvencia jellemzőit általában. Ezért a különböző frekvenciák és a rezgési MMA MMG fog kiadni különböző kimeneti offset pedig a fázis bemenet rezgéseket. A végén a gyorsulásmérő korrekció növelheti! helyett tévedésből tűzoltó is. Meg fog történni, ha a különbség a fázis eltolás MMA és MMG fogja közelíteni az érték 3,14 radián (180 fok).
Ennek eredményeként, mivel érzékenység a rázkódásra és a gyorsulás jelentősen eltér még ugyanabban a szenzor modell, vagy túl nagy, a gyártó egyszerűen nem jelzi. Igaz, meg kell jegyezni, valójában elég nehéz, hogy teszteljék a szenzor érzékenységét rezgéseket. A problémák mind a technikai és módszertani jellegű.
Ahhoz, hogy csökkentse az érzékenységet, hogy a rezgések rögzítik a szenzorok segítségével a gumi perselyt. De győződj meg róla, hogy a felfüggesztés volt egyenletes eloszlását jellemzők széles frekvenciatartományban, de még mindig nem változott őket nagyon nehéz az öregedés.
Az alábbiakban egy összehasonlítás a hibák miatt az érzékenység gyorsulás és rezgés, amikor nincs használatban g-kompenzáció (c / s).
A következő táblázat mutatja a hiba, hogy a továbbra is még bevezetése után a g-kompenzáció (g / s).
Amint látható adagolás esetén is g-kompenzáció a érzékenység gyorsulások hiba továbbra is nagyobb, mint a hibát a termikus instabilitása nulla (lásd. A hiszterézis fenti grafikon).
Írva a fenti azt sugallja, hogy nem mindig a legkézenfekvőbb lehetőség, és a pontosság a legfontosabb kiválasztásának kritériuma az érzékelők. „Az gyertyák mindig sötét,” - mondja a közmondás. Mi nincsenek pontosan leírva az adatlapon vagy nincs megadva játszhat kulcsfontosságú szerepet a projekt sikerét. Akkor összpontosítani a stabilitást a talaj és a zajvariancia, és valójában meg lehet oldani egyszerű algoritmust (átlagolva idő vagy redundáns mértékegységek). De a bizonytalanság a rezgés, mint láttuk fentebb CRG20-01 például nehéz lehet leírni az algoritmust. Sokáig stabilitása nulla az arany standard kiválasztásával MMG. A gyakorlatban azonban egy nagyobb hatást gyakorol a pontosság érzékeny lehet gyorsulások és a rezgéseket.
következtetés
Azt akartam, hogy egy bejegyzést, amely két részből áll - 1) indoklása az összehasonlítás kritérium, és 2) összehasonlítása a teljesítmény modellek tulajdonságai az Analog Devices Inc. Silicon érzékelés, Sensonor és STMicroelectronics. „Mnogabukv” De ez történt. Ha ez érdekes, megpróbálom hamarosan összehasonlítani adatlap az érzékelők említett cégek magyarázatot a fizikai jelentését az alapvető jellemzői.
UPD: Javítva néhány helyesírási és nyelvtani hibákat.