MEMS加速度計(jì)校正系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著Micro Electronic Mechanical System技術(shù)的發(fā)展，各種傳感器小型化已成為發(fā)展的趨勢(shì)。MEMS傳感器是在傳感器小型化的基礎(chǔ)上，又保證了其較高的測(cè)量精度，所以它廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域如航空航天、石油測(cè)井、汽車(chē)電子等等，因此對(duì)MEMS傳感器校正方面的研究是非常迫切和必要的。
　　 本文針對(duì)MEMS加速度計(jì)校正系統(tǒng)進(jìn)行了幾方面研究，包括校正算法研究、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，并使用M

2、S9002.DMEMS加速度計(jì)完成了系統(tǒng)平臺(tái)的調(diào)試工作和校正算法的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。
　　 首先，本文分析了MEMS加速度計(jì)的誤差產(chǎn)生原因，并說(shuō)明了相應(yīng)的校正方法，提出了針對(duì)單軸MEMS加速度計(jì)的12參數(shù)自動(dòng)校正方法，它的理論依據(jù)是：在靜態(tài)條件下，三個(gè)正交的微加速度傳感器所受重力的矢量和與地球重力加速度相等。通過(guò)獲取任意12個(gè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，就能在很短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)非線(xiàn)性尋優(yōu)可以計(jì)算出12個(gè)參數(shù)包括偏移誤差、每個(gè)軸的刻度因子和軸間誤差。

3、r>　　 接著，介紹了MEMS加速度計(jì)校正系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)是基于TI公司TMS320F28335芯片，主頻可達(dá)150MHZ，滿(mǎn)足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，AD采樣芯片采用的是AD公司的6通道16位的AD7656，在滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)精度的同時(shí)也滿(mǎn)足了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊式的設(shè)計(jì)方法，整個(gè)系統(tǒng)程序包括主程序模塊、AD采樣中斷程序模塊、串口中斷程序模塊和定時(shí)器中斷程序模塊，它們完成芯片初始化、變量的初始化、A/D采樣

4、、串口通信、采樣數(shù)據(jù)校正計(jì)算等功能。
　　 其次，敘述了上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)方案，包括使用LabWindows/CVI軟件設(shè)計(jì)的程序?qū)崿F(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示和保存，校正參數(shù)的下載和讀取等功能；使用MATLAB軟件設(shè)計(jì)的程序?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)校正算法校正參數(shù)的計(jì)算功能。
　　 最后，對(duì)設(shè)計(jì)的MEMS加速度計(jì)校正系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了調(diào)試，并完成了MS9002.D MEMS加速度計(jì)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：使用新的12參數(shù)自動(dòng)校正方法的測(cè)量精度