[发明专利]MEMS传感器组合温度漂移误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器组合，特别是微机电陀螺和加速度计惯性传感器测量组合，涉及MEMS传感器组合温度漂移误差补偿方法。

背景技术

MEMS传感器组合是基于惯性测量的仪表组合，它具有体积小、启动快、测量范围大和功耗低的特点，在汽车、无人机及电子玩具的导航控制等领域获得了越来越广泛的应用。

MEMS传感器组合一般包括XYZ三个方向互相垂直安装的陀螺仪和加速度计，用于测量XYZ三个方向的角速率和加速度值，有些MEMS传感器组合还集成有磁强计、气压高度计和温度传感器等进行辅助测量。常见的MEMS传感器组合包括：陀螺仪组合、加速度计组合、惯性测量组合等。

现有的MEMS传感器精度比较低(在0.1°/s左右)，这一点使得MEMS传感器的使用领域受到局限。MEMS传感器由于受固定基座材料特性、传感器固定方式和传感器本身温度特性等因素的影响，角速率和加速度零位输出会随着环境温度的变化产生较大漂移现象。如果不对其输出零位漂移进行有效补偿，在随机误差、安装误差及温度漂移等因素的综合影响下，产品的零偏稳定性指标很难达到设计要求，迫使一些项目在设计上选用更高精度但价格昂贵的传感器，这提高了产品成本，最终导致产品不大可能获得使用。

发明目的

本发明的目的是提供一种MEMS传感器组合温度漂移误差补偿方法，以便MEMS传感器组合产品在上电启动到稳定工作的整个过程中自动进行误差补偿，使得补偿前后的零位偏移幅度降低，能提高产品性能与测试合格率，降低成本。

本发明的目的是这样实现的，MEMS传感器组合温度漂移误差补偿方法，其特征是：至少包括如下步骤：

步骤1：给MEMS传感器组合加电启动；

步骤2：延时1分钟；

步骤3：读取MEMS传感器组合启动时刻温度T₀，并存贮到缓存器；

步骤4：查表获取与当前温度值对应的误差修定值；

步骤5：用步骤4的修定值修正MEMS传感器组合输出值；

步骤6：延时2分钟；

步骤7：读取MEMS传感器组合当前温度T_n，用读取的当前温度值与缓存器温度值进行比较，温度变化值小于2℃时，重返步骤6；温度变化值大于2℃时，将读取的当前温度值存入缓存器，代替上次的温度值，然后进行下一步；

步骤8：计算本次时间间隔内MEMS传感器输出与温度变化率有关的误差修定值；

步骤9：计算本次时间间隔内MEMS传感器输出与温度变化二次方有关的误差修定值；

步骤10：计算本次时间间隔内的误差修定总值；

步骤11：用步骤10修定值修正MEMS传感器组合输出值。重返步骤6。

所述的步骤8：计算本次时间间隔内MEMS传感器输出与温度变化率有关的误差修定值是通过如下公式完成：

C1(T_n)＝K₁·△T_n(1)

其中，K₁是MEMS传感器组合输出与温度变化率有关的误差系数，对于一个MEMS传感器组合是已知的量，但每一台MEMS传感器组合产品的K₁值是有差异的；△T_n是前后两次时间间隔温度的差值。

所述的步骤9是通过如下公式完成：

C2(T_n)＝2K₂·T_n·△T_n(2)

其中，K₂是MEMS传感器组合输出与温度变化率平方有关的误差系数，对于一个MEMS传感器组合是已知的量，但每一台MEMS传感器组合产品的K₂值是有差异的；T_n是当前温度值，△T_n是前后两次时间间隔温度的差值。

所述的步骤10是通过如下公式完成：

C＝C2(T_n)+C1(T_n)(3)

所述的步骤11是通过步骤10修定值修正MEMS传感器组合输出值。

有益效果