[发明专利]一种MEMS惯性传感器自动批量标定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器的标定技术，特别是一种MEMS惯性传感器自动批量标定方法及系统。

背景技术

随着MEMS技术的发展，基于MEMS技术的MEMS惯性传感器成为该领域的一个重要研究内容，也是惯性技术发展的一个重要方向。由于MEMS惯性传感器的市场需求越来越大，因此实现大批量的标定至关重要，另一方面由于传感器的性能会受到周围环境的影响，因此传感器需要经常进行重新标定以保证其测量精度。目前MEMS加速度计和陀螺的测试标定主要以单件、手动为主，加上数据处理时间，单个MEMS惯性传感器的单次标定测试所需时间较长，严重阻碍了MEMS惯性传感器的应用及产业化发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS惯性传感器自动批量标定方法及系统，能够实现MEMS惯性传感器的高精度、批量、自动标定。

一种MEMS惯性传感器自动批量标定方法，包括由三轴转台转速来标定MEMS陀螺仪和由三轴转台的静态位置来标定MEMS加速度计，所述MEMS陀螺仪和MEMS加速度计数量若干。其中，所述标定MEMS陀螺仪包括：步骤1.1，三轴转台转动一角度，使每一MEMS陀螺仪的输入基准轴与三轴转台某一转轴平行，该转轴所在的框架为转动框；步骤1.2，设定三轴转台的速率参数；步骤1.3，转动框根据速率参数进行转动，采集三轴转台处于速率参数时的每一MEMS陀螺仪的输出信号；步骤1.4，基于输出信号获取每一MEMS陀螺仪的标定参数；步骤1.5，重复步骤1.1～1.4，获取所有框架转动时MEMS陀螺仪的输出信号并标定。所述标定MEMS加速度计包括：步骤2.1，设定三轴转台某一转轴所在框架的位置参数，该转轴所在的框架为转动框；步骤2.2，转动框根据位置参数进行转动，采集三轴转台处于初始位置及位置参数所述的位置时每一MEMS加速度计的输出信号；步骤2.3，基于输出信号获取每一MEMS加速度计的标定参数；步骤2.4，重复步骤2.1～2.3，获取所有框架转动时MEMS速度计的输出信号并标定。

一种实现上述方法的系统，包括三轴转台、插卡机箱、信号采集卡、处理器、交换机、三轴转台控制模块。所述插卡机箱设置于三轴转台的内框中，其中内设置信号采集卡插槽，所述信号采集卡用于采集MEMS惯性传感器的输出信号，其置于信号采集卡插槽内并设置夹具，所述MEMS惯性传感器的MEMS陀螺仪或MEMS加速度计设置于信号采集卡的夹具上，所述处理器嵌于插卡机箱中，用于获取标定参数，且设置数据接口用于数据传输，所述交换机嵌于插卡机箱中，用于信号采集卡与处理器之间的信号传输，所述三轴转台控制模块用于控制三轴转台的转动。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)利用MEMS加速度计对重力加速度g的感应来标定加速度计；利用MEMS陀螺仪感应的角速度与三轴转台输出轴转动的角速度一致以实现MEMS陀螺仪标定，不需要标定人员手动进行标定流程以及手动进行标定参数的计算，所有的过程自动进行，减轻了标定人员的工作量；(2)一次即可标定若干各个MEMS惯性传感器，在很大程度上提高了MEMS惯性传感器的生产效率。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1是三轴转台控制模块运行步骤流程图。

图2是本发明结构框图。

图3是MEMS惯性传感器、数采卡、插卡机箱以及三轴转台之间的位置关系示意图。

具体实施方式

结合图1，一种MEMS惯性传感器自动批量标定方法，由三轴转台某一转轴的转速来标定MEMS陀螺仪、由三轴转台某一转轴的静态位置来标定MEMS加速度计，具体步骤如下：

1、MEMS陀螺仪标定步骤：

步骤1.1，初始位置，MEMS陀螺仪的输入基准轴处于水平位置，与三轴转台中框的转轴水平垂直，三轴转台的外框的转轴处于竖直位置；

步骤1.2，为使三轴转台的转轴转速与MEMS陀螺仪的输入角速率一致，MEMS陀螺仪的输入基准轴需与转轴平行，需将三轴转台的其中一个或者两个 轴转动一定的角度；

步骤1.3，设定实验需要三轴转台外轴、中轴以及内轴需要进行的速率参数，保存在固定的文本中；

步骤1.4，三轴转台控制模块通过PC中的控制程序载入文本，控制三轴转台的转轴依次转动至速率参数设定的速率，同时嵌入式处理器以设定好的采样频率对4片数采卡中的MEMS陀螺仪进行信号采集并存储；