【选型】陀螺仪传感器稳定性需要考虑的关键因素

时间： 2017-09-09 来源：Epson（世强翻译）

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一个精准的陀螺传感器首先必需是一个稳定可靠的陀螺传感器，反映陀螺仪稳定性的因素如下：
1. 低噪声
2. 全温度范围内的稳定性
2-1. 全温范围内的基准稳定性
2-2. 全温范围内的放大因素稳定性
3. 抗振动和冲击性能
3-1. 耐角速度性能
3-2. 耐冲击性能

1. 低噪声
一个低的噪声水平使我们的累积误差大大的降低。从下图可以看到，采用双T型晶体结构的EPSON 陀螺仪传感器在用户的应用带宽内稳定维持在0.005 (°⋅s-1) /√Hz这样一个非常低的水平。

2. 全温度范围内稳定性
2-1. 全温范围内的基准稳定性
如下图中展示了初始的基准值跟随温度的变化情况（零点是指没有施加角速度时的情况下的输出）。陀螺传感器基准值在全温度范围内呈现非常低的或者没有变化，它精确地表明传感器没有发生运动。一个高稳定性的传感将尽可能地呈现为一条抖动很小的水平直线。

零点电压温度特性曲线通过基准值跟随温度的变化量来表示。其参考值是在25℃条件下测试的基准值结果。由于每一个陀螺传感器输出零点在25℃（在室温时会有一些漂移），所以系统校准时需要把每一个个体的传感器漂移量考虑进去。下图中蓝色点状线为EPSON陀螺传感器的基准温度特性曲线，它的拉动非常小。

2-2. 全温范围内的放大系数稳定性
如下图，表示的是全温度范围输出放大系数mV/ (°⋅s-1) ，也叫感应灵敏度。同样在全温度范围内会发生漂移，用户需要对此放大因素漂移作出纠正。

灵敏度的校正是比较困难的。灵敏度误差导致输出幅度与角速度呈线性比例误差。灵敏度通常由传感器制造商来提供。同样，EPSON的双T型晶体陀螺传感器具体非常好的灵敏度漂移特性。

3. 抗振性和抗冲击性
3-1. 抗振性
下图一个抗振性测试示意图。抗振性是指陀螺传感器抵抗除了角速度以外的信号源所影响所产生的抖动现象（例如加速度）的能力。当一个处于零点状态的陀螺传感器，被施加不同于角加速度的振动频率干扰时，陀螺传感器将产生如下图中红色和粉红色曲线所示的输出噪声。该噪声将对会角速度/角加速度测量产生误差。

此项参数同样给对传感器稳定产生影响。

3-2. 抗冲击性
抗冲击同样也需要被考虑到陀螺传感器的稳定性中。抗冲击性用于测试传感器损坏前能抵抗的冲击强度，以及传感特性发生变化前能抵抗的冲击强度。用户需要十分仔细地检查抗冲击特性图中所展示的规格，并以此要决定选用哪个型号的陀螺传感器。抗物理冲击损坏和特性变化能力都是对于陀螺传感器稳定性十分重要的参数。

从上述分析可以看出，稳定性关键因素对于选择一个合适的陀螺传感器合适是非常重要的。

EPSON陀螺仪产品分为标准版本和汽车级产品，EPSON陀螺仪，均为单轴产品。下面是EPSON陀螺仪产品的选型资料。

标准版本产品：工作温度-20~80℃

汽车级产品：工作温度范围非常宽，对应三个不同等级-40℃~+85/105/125℃，通过AEC-Q100或者AEC-Q200汽车级产品认证。

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Linus Lv5. 技术专家 2020-12-03

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WallE Lv7. 资深专家 2019-01-24

陀螺仪复杂
青色的风 Lv4. 资深工程师 2019-01-20

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