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mems陀螺仪应用 mems陀螺仪特点 mems陀螺仪主要性能参数

MEMS陀螺仪也称电子式陀螺仪，就是一块芯片。 Iphone 4上的陀螺仪就是这种，主要作用是在GPS没有信号时，通过陀螺仪的作用仍然能够继续精确导航。

mems陀螺仪简介

MEMS陀螺仪即硅微机电陀螺仪，绝大多数的MEMS陀螺仪依赖于相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。MEMS （Micro-Electro-Mechanical Systems）是指集机械元素、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。

MEMS陀螺仪的应用

最便宜和被广泛使用的MEMS陀螺仪使用了尽可能少的模拟电路，数字电路基本没有。这些陀螺仪的输出阻抗相对较高，输出信号中存在较大值的直流偏置。因此减少直流偏置和提高输入电路阻抗的重担落在了系统设计师身上。

如今，MEMS陀螺仪被广泛用于各种消费类设备，如数码相机的图像防抖、笔记本电脑的硬盘保护和数字罗盘。陀螺仪还在汽车的电子稳定控制（ESC）系统中得到了很好的应用。随着工业和消费类机器人的发展，陀螺仪将有望在这两个市场大显身手，并有助于满足组装线上提高自动化程度的要求。在机器人中，陀螺仪将有助于自动控制系统控制机器人手脚的移动和平衡。

mems陀螺仪的特点

1. 体积小、重量轻，其边长都小于 1mm，器件核心的重量仅为1.2mg。

2. 成本低

3. 可靠性好，工作寿命超过 10 万小时，能承受1000g 的冲击。

4. 测量范围大

MEMS陀螺仪的主要性能参数

1、 量程（动态范围） DYNANMIC RANGE

陀螺仪的量程通常以正、反方向输入角速率的最大值来表示，比如：+/-300 degree/sec。该值越大表示陀螺仪敏感角速率的能力越强，在此输入角速率范围内，陀螺仪刻度因子非线性度能满足规定要求，通常陀螺仪的量程是可以配置的。

2、 灵敏度 SENSORTIVITY RESOLUTION

灵敏度（分辨率）表示在规定的输入角速率下能感知的最小输入角速率的增量，比如：0.05 degree/sec/LSB。一般而言MEMS陀螺仪的测量范围越大，灵敏度会相应降低。

3、刻度因子

刻度因子（标度因数）是指陀螺仪输出量与输入角速率的比值。这个比值是用一特定的直线斜率表示的，该直线是根据整个输入角速率范围内测得的输入、输出数据，用最小二乘法拟合求得。

4、非线性度

非线性度是在输入角速率范围内，陀螺仪输出量相对最小二乘法拟合直线的最大的偏差与最大输出量之比，表征了陀螺仪实际输入和输出数据的偏离程度，决定了该拟合数据的可信度。

5、线性加速度敏感度

线性加速度灵敏度反映的是陀螺仪对加速度的敏感程度，单位是degree/sec/g。

6、振动敏感度

振动敏感度是指陀螺仪对振动的敏感程度，单位是degree/sec/g2。陀螺仪对线性加速度和振动越不敏感，那么陀螺仪的性能越好，构建的算法也就越有效。

7、零偏稳定性

零偏是指陀螺仪在零输入状态下的输出，其用较长时间输出的均值等效折算为输入角速率来表示，也就是观测值围绕零偏的离散程度，比如0.005 degree/sec表示每秒会漂0.005 degree。在零输入状态下的长时间稳态输出是一个平稳的随机过程，即稳态输出将围绕均值（零偏）起伏和波动，习惯上用均方差来表示，这种均方差被定义为零偏稳定性。而初始零偏误差可以理解为静态误差，它不会随时间的波动，可以用过软件校准。

8、噪声密度

角度随意游走系统

8、偏置电压灵敏度

偏置电压灵敏度是指陀螺仪的输出对供电电源变化的敏感程度，比如：0.03degree/sec/V，即供电电源每变化1V，输出角速率变化多少。

9、带宽

带宽是指陀螺仪能够精确测量输入的角速率的频率范围，这个范围越大表明陀螺仪的动态响应能力越强。

10、自检功能

自检功能在使用前自动测试器件的机械和CMOS电路部分，以提供系统的鲁棒性。

11、功耗

功耗包括陀螺仪在不同分辨率或不同数据输出率下运行时的功耗，休眠功耗。在低功耗应用像可穿戴、物联网应用等领域这个指标尤为重要。

12、冲击生存能力

冲击生存能力指陀螺仪承受不同程度下加速度冲击的能力，比如：2000g加速度冲击后陀螺仪保证系统正常工作。考虑到陀螺仪的应用环境可能会收到较大的冲击时，这个指标尤为重要，一般陀螺仪受到超过它的加速度承受范围会挂掉，必须重启上电后才能正常工作。

13、工作温度范围

MEMS陀螺仪的机械架构决定了温度会影响数据的输出，而超过工作温度范围可能会导致数据输出产生较大的偏差。

14、封装误差

封装误差是裸片对角线和封装对角线的夹角。