正在将MEMS惯性测量单元(IMU)用于个人交通工具平台的自平衡制导系统,是否会有一款面向消费者,能消除各传感器之间的全部对齐误差,并且所有核心传感器元件都集成在单个芯片上的IMU?
否,对于这个设计来说,这一般不是一个保险的期望。采用鲁棒的分立传感器和最佳封装并经过优化校准的工业级IMU,其对齐精度要比位于单个芯片上的消费级IMU高得多。
消费级和工业级IMU往往以不同方式规定轴对齐特性。消费级IMU的典型做法是将所有对齐误差集总为一个跨轴灵敏度规格。面向工业的IMU,比如ADIS16490,则使用两个不同规格以便更直接地说明对齐精度:轴到轴对齐误差和轴到封装对齐误差。轴到封装对齐误差描述各轴相对于IMU封装内机械特性的对齐程度。轴到轴对齐误差描述各加速度计和陀螺仪轴的对齐在多大程度上符合理想正交性。正因如此,轴到轴对齐误差也常被称为正交误差。
跨轴灵敏度(CAS)和轴到轴对齐误差(A2A_MAE)有如下数学关系:
CAS = sin(A2A_MAE) A2A_MAE = asin(CAS)
非正交性发生在传感器轴之间、传感器上或源于传感器与外壳之间的封装不对齐。对于工业级IMU,这些规格会在工厂校准,并在数据手册中详细说明。对于分立器件,跨轴灵敏度规格不包括相对于PCB的装配偏差。