MEMS加速計校準提升工業應用中的精度
電源誤差:某些精度要求將要求對電源變化的影響進行特性化。當需要時,可以在不同的電源電平上采用相同的四點跌落測試,來采集合適的曲線擬合所需的數據。曲線擬合的復雜度與精度目標和誤差自身的性質無關。結果將是一系列用于每個電源條件的校準系數。
溫度誤差:為了在溫度變化時保持1%的誤差,應該考慮用于靈敏度和偏移的溫度系數。
靈敏度=0.3%(典型范圍,-40°C到+125°C)
偏移=0.1mg/°C(典型值)
對于快速估計,這些值可以翻倍(假設2倍)并結合下式:
溫度的綜合誤差為:
在應用中,工業系統在工作條件方面的變化將影響MEMS加速計的偏置和靈敏度。最常見的影響這些特性的工作條件是電源電壓和環境溫度。電源電壓的變化范圍可能高達10%,而每套工業系統有其自身的溫度范圍要求。
如果工作條件引起的變化超出了系統性能的許可范圍,則需要在多種工作條件下執行四點跌落測試,目的是繪制誤差特性,并生成校準系數表。這些系數的最終完成就像下圖中所示那樣。這種情況下的校準表中有三個變量,其中包括一組用于工作條件超差的變量,這些可以用于頻率響應或者各種其他條件。
校準信號流
在部署加速計校準功能過程中最為重要的是建立有價值的性能目標。對于本文中指出并討論的風險區域,開發商應知道校準并非隨意的,但還是有大量的增值機會,如果最終目標明確的話。實際上,研發性能目標不僅局限在工程領域,而是要考慮到進度風險(損失收入),性能風險(達不到客戶要求)以及成本過高風險(丟失市場)等。盡管性能的影響是基本的,但還要考慮實現該性能并一直到校準所需的投資,所有這些都有助于工程師做出更好的綜合決策,因為他們所考慮的問題是一個永恒的問題-即制造與購買的關系。
針對成本和性能的改善預期來說,通過與現成的商用解決方案-如ADI公司的ADIS16201全校準的雙軸加速計/磁傾計進行比較后,自然會發問,研發一個定制校準和工藝所冒上述風險是否值得?相信文中所述內容將有助于針對各種情況來回答這個問題。
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