MEMS在中期精确到导航系统中的应用

MEMS在中期精确到导航系统中的应用

特性

±1g 至 ±200g 测量范围

长期的偏置稳定性

低整流差错

超小型20引脚LCC陶瓷封装密封(8.9mm x 8.9mm)

恶劣环境

小尺寸

符合RoHS标准的无铅焊接工艺和SMD贴装

介绍

    中期高精度导航系统（IMU）、AHRS和控制系统的需要陀螺仪和加速度计来

预测在自由空间中的运动物体的位置。加速度计用于完成初始化和纠正在移动

中的陀螺仪的漂移。

    在这里我们主要比较±10g的Colibrys加速度计MS9010.D和RS9010的主要参数。目前正开发的方向，主要是以支持系统设计师和作为最佳加速度计选择的指引。对四个主要参数进行了比较，包括偏置重复性、尺度因素、非对准轴误差和振动整流差错。RS9010.A有优于5mg的长期偏置重复性，而一开始的RS9010.A样品仅优于1.5mg。MS9010.D的尺度因素重复性达到400ppm,而RS9010.A是150ppm。此外，RS9010.A的振动整流差错可能优于100µg/g²。

    Colibrys考虑的各类需求，为AHRS厂家提供了大量的加速度计的选择，从标准MS9010.D和MS9005.D，它们有最好的性价比能比，到后来RS9010.A，作为高性能系统的最佳选择。量程范围也有±2g到±200g之间各种选择。

    惯性加速度计选择上主要的产品差异是长期偏置重复性、尺度因子稳定性和非对准轴误差。这些参数非常重要，因为任何偏移的输出信号将随时间推移集成两次，以确定位置。对一个飞行物体来说，高加速度飞行几分钟，这可能转化成一个很大的位置误差。此外，很多

时候根据经验安装的加速度计，其所在的环境会有一些由于临近发动机或任何其他来源的振动。振动传感器的输出信号的影响被称为振动整流差错。对于许多应用，产品具有非常低外部振动敏感性是最为重要的。

    Colibrys数年来已有MS8010.D和更新的MS9010.D和MS9005.D用于中期高精度导航系统和AHRS应用程序的标准。其总长期偏置稳定性为±10g优于7.5mg，±5g优于3.75mg，同时尺度因子重复性优于400ppm。图1显示了MS9000.D各种量程一年偏置稳定性的测量结果。

    MS9000已经清楚地显示出优良的抗冲击性能，长期冲击稳定性和许多棘手于冲击和易于操作的应用中的使用能力。甚至还开发了专用于抗冲击（20'000g）的（HS8000和HS9000）。

应用说明

RS9010 加速度计

    为了应对新的高端要求，Colibrys目前正在开发一个新的技术平台，被称为IRIS™。它由一种新型的MEMS传感元件，开环ASIC和一个温度传感器，安置在标准20引脚的LCC封装内。RS9010.A是一个±10g额加速度计，为精度高、中量程的AHRS设计和制造的。

IRIS™技术包括三个主要的改进：新的MEMS传感器设计，MEMS装配技术和电子界面的改善。新的MEMS元件是专为获取高的偏置和尺度因子稳定性而设计的。这已通过对物理和力学传感元件的了解，对促进机制漂移的分析，然后设计能抵抗这些机制的传感器取得了成功。IRIS™使用了MEMS的最新的制造技术，如DRIE和硅熔融键合技术（SFB）。这些都成就了统一和高度可预测的制造工艺，具有产量高，可重复度高的结果。

    以下四个数表显示了RS9010.A加速度计的前期表现。我们可以看到，冲击和长时间老化后的总偏置的漂移包括滞后，优于1.5mg。尺度因子的稳定性低于150ppm。此外，RS9010.A的振动整流差错堪比机电（Q-Flex型）的规格。这些综合性能确保了 RS9010.A 是未来最适合高性能AHRS的选择之一。

应用说明

    这几个图表清楚地表明，RS9010.A相比性能优越的MS9010.D，产品的性能有确实的提高。下面的几张图表，将进一步说明在整个温度范围内，改进性能的RS9010.A的长期温度系数，并提出了长期稳定的改进性能。

总结

    Colibrys已开发和供应不同的加速度计，其中包括专为中期高精度导航系统（IMU）和

AHRS设计的。 整体长期偏置稳定性约5mg的 MS9010.D 和 MS9005.D 为标准AHRS提出了一个最佳的性价比。它们致力于一般援助导航，包括小型喷气机、飞机、备份解决方案和无人驾驶飞行器（UAV）。这也是应用在冲击和振动的恶劣环境下最好的解决办法。

UAV的案例

目前正在开发中的RS9010.A,长期偏置重复性总体目标为1.5mg，已经显示出出色的振动整流特性，其值将会低于100µg/g²（10g产品）。这些性能验证了RS9010.A是未来的高精度AHRS应用的最佳选择之一，如无人机、大型民用飞机、直升机和陆路或海上航行，或任何中期精度低g导航系统（IMU）。