[发明专利]MEMS角速度和加速度传感器自动标定方法及其系统

摘要

本发明涉及一种MEMS角速度和加速度传感器自动标定方法及其系统，包括传感器安装台、带USB接口及A/D转换功能的信号采集器、步进电机控制模块、步进电机执行控制模块、传感器信号值采集模块以及自动标定模块；所述的步进电机控制模块、传感器信号值采集模块和自动标定模块都在PC机上执行；步进电机执行控制模块在单片机上执行；步进电机控制模块还拥有PC机上人机界面；步进电机控制模块和步进电机执行控制模块采用细分技术，对步进电机旋转轴旋转角度与旋转速度进行细分。采用本发明不需要每次标定不需要标定人员自行进行数据处理，得出标定结果，减轻了标定人员的工作量。

主权项

一种MEMS角速度和加速度传感器自动标定方法，其特征在于：由步进电机旋转轴转速来标定角速度传感器、由重力加速度来标定加速度传感器，具体步骤如下：A：角速度传感器标定步骤：/1/将角速度传感器安装在安装台上，利用安装垫片使待标定的传感器角速度旋转轴与步进电机旋转轴同轴；/2/通过步进电机控制模块输入一组20个固定的角速度，使步进电机依次按这组角速度旋转，每个角速度旋转10秒钟；同时信号采集器按500赫兹的采样频率对传感器信号进行采样并进行A/D转换后通过USB接口送入PC机；信号采集器通过USB接口与PC机相连接，PC机上的传感器信号值采集软件通过USB接口读取传感器信号值并进行存储；/3/自动标定软件根据存储的传感器信号值和其对应的步进电机旋转轴角速度对传感器进行标定；得到角速度传感器的灵敏度和误差；B：加速度传感器标定步骤：/1/将加速度传感器安装在安装台上，使要标定的加速度轴向与步进电机旋转面垂直；/2/通过步进电机控制模块将控制步进电机使要标定的加速度轴靠近重力加速度g方向；/3/自动标定软件根据传感器信号值调整步进电机输出轴的转角，使输出信号取得极值；从而实现了所需标定的加速度传感器输出轴的方向与重力加速度g的方向一致；此时的步进电机输出轴转角位置定位零位基准；/4/以零位基准为参考，自动标定系统会将会依次使步进电机输出轴旋转到0°、30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°、180°的位置或根据标 定人员输入的角度进行旋转，并同时计入下此时的传感器信号值；此时的待标定的传感器输出轴所测量的加速度为重力加速度g在此轴方向上的分量，即此时的传感器输出轴所测量的值等于重力加速度g在此轴方向的分量；/5/自动标定系统会根据传感器信号值和重力加速度g在加速度传感器待标定的传感器输出轴方向上的分量值，对角速度传感器信号值进行拟合，得到灵敏度、线性度等参数，从而完成传感器的标定。