Анализ влияния и учет нелинейности характеристики MEMS-акселерометров при разработке инклинометров
Использование микроэлектромеханических датчиков в измерительных системах.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Актуальные проблемы современной науки, 4, 2010
Чекасин А.И., аспирант Московского
государственного института электронной
техники
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ И УЧЁТ НЕЛИНЕЙНОСТИ
ХАРАКТЕРИСТИКИ MEMS-АКСЕЛЕРОМЕТРОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ИНКЛИНОМЕТРОВ
В настоящее время всё большее распространение получают микроэлектромеханические
датчики и системы (MEMS). <...> Их малые масса и габариты, высокие эксплуатационные характеристики
и низкая стоимость привлекают разработчиков измерительных систем, не требующих
большой точности. <...> Одним из наиболее распространённых примеров таких систем
являются устройства горизонтирования и измерения углов наклона, построенные на базе
MEMS-акселерометров, – инклинометры [1]. <...> Принцип действия инклинометра заключается в измерении направления ускорения свободного
падения в системе координат, связанной с целевым объектом (условно будем называть
его платформой). <...> Зная координаты вектора gr нетрудно вычислить углы отклонения
вертикальной оси платформы от идеального положения. <...> Свяжем
с платформой систему координат OXYZ таким образом, чтобы ось Y была направлена вертикально
вверх. <...> Будем считать, что платформа может поворачиваться только вокруг оси Z
в диапазоне углов
[ 90 ; 90 ] . <...> На платформе закрепим одноосный акселерометр, так чтобы
его ось чувствительности была сонаправлена оси X . <...> В идеальном случае его выходной сигнал
будет определяться выражением [2]:
A B Sg cos α+=
,
где B – смещение нулевого сигнала датчика (например, в вольтах, если на выходе датчика
изменяется напряжение), S – коэффициент чувствительности датчика (
между осью чувствительности датчика и вектором ускорения свободного падения gr . <...> Будем
называть углом наклона платформы β угол отклонения вертикальной оси платформы от
Вс м2
A B Sg cos β90) = +B Sg β.
= +
sin <...> С учётом всех введённых обозначений получаем выражение, связывающее
сигнал акселерометра с углом наклона платформы:
(
Таким образом, вычисление угла наклона сводится к измерению выходного <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: