MEMS加速度計(jì)來提升工業(yè)應(yīng)用精度

現(xiàn)如今汽車安全系統(tǒng)推動了MEMS慣性傳感器技術(shù)的發(fā)展。大批與汽車安全系統(tǒng)相關(guān)的應(yīng)用促進(jìn)了對MEMS制造技術(shù)，封裝概念質(zhì)量保證系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)方案創(chuàng)新等方面的巨大投資。

包括游戲平臺以及許多移動手持應(yīng)用。此外，MEMS傳感器還發(fā)現(xiàn)了其他日益增多的工業(yè)應(yīng)用，包括車間安全系統(tǒng)。其中設(shè)備位置傳感，碰撞檢測，防止吊車舉起時翻車等都是車間安全系統(tǒng)方面的應(yīng)用實(shí)例，所有這些都得益于MEMS加速計(jì)。

車間安全系統(tǒng)的任務(wù)是檢測潛在的危險(xiǎn)操作條件，但不能影響正常的操作。其中最為重要的就是用來檢測危險(xiǎn)操作條件的傳感方案的精度。與其他絕大多數(shù)技術(shù)方案一樣MEMS加速計(jì)也存在成本性能之間的折中。對于汽車和商用應(yīng)用來說，以最低成本來實(shí)現(xiàn)適度的性能即可。但對于一些工業(yè)應(yīng)用，例如車間安全系統(tǒng)，則要求較高的精度。

在這種應(yīng)用中，可靠性，方便性以及方案的元器件成本都很重要。隨著高集成度和更精密的加速計(jì)產(chǎn)品的出現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要了解零件是如何校準(zhǔn)的，因?yàn)檫@決定著他們是購買這些校準(zhǔn)方案還是開發(fā)自己的校準(zhǔn)程序。

校準(zhǔn)的目的和必要性對于許多MEMS慣性傳感器用戶來說，校準(zhǔn)為他們的傳感方案提供了改進(jìn)性能和折中系統(tǒng)成本的機(jī)會而性能目標(biāo)則由能夠?yàn)橛脩粼鲋档慕K端系統(tǒng)性能需求所驅(qū)動。例如，高精度意味著防翻轉(zhuǎn)系統(tǒng)在確定吊車的極限時無需過補(bǔ)償。精度水平的最佳優(yōu)化能夠擴(kuò)大吊車的服務(wù)范圍，或起吊更重的載荷，且沒有翻車的危險(xiǎn)。

所以，在安全傳感系統(tǒng)中優(yōu)化性能的底線就是能夠?yàn)榭傁到y(tǒng)增值。與校準(zhǔn)相關(guān)的成本增加包括直接的材料成本和投資成本（校準(zhǔn)設(shè)備夾具和工程開發(fā)成本），不過這些成本將被可預(yù)期的系統(tǒng)產(chǎn)品的批量所攤薄。任何校準(zhǔn)過程的顯要目標(biāo)都是實(shí)現(xiàn)價值更高的性能，同時控制相關(guān)的成本。對于許多MEMS慣性傳感器用戶，校準(zhǔn)為他們的傳感方案提供了改進(jìn)性能和折中系統(tǒng)成本的機(jī)會。

一個MEMS校準(zhǔn)方案的開發(fā)可以分為四個簡單階段：1. 確立性能目標(biāo)；2. 確定校準(zhǔn)需求；3. 設(shè)計(jì)校準(zhǔn)工藝。

4. 實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)規(guī)則為加速計(jì)校準(zhǔn)確立有價值的性能目標(biāo)將為整個研發(fā)過程定調(diào)。首先，這些目標(biāo)將指導(dǎo)傳感器的選擇，其次，將為分析過程提供指導(dǎo)，而這些分析過程將確定需要校準(zhǔn)的行為，最終將決定校準(zhǔn)過程的復(fù)雜度。這是很關(guān)鍵的，因?yàn)檫^度追求高于所需將導(dǎo)致過高的成本和開發(fā)時間。

于是很明顯，這要求開發(fā)商及早了解加速計(jì)傳感系統(tǒng)對最終系統(tǒng)性能目標(biāo)的影響。盡管這種早期投資看起來是不方便的，但它卻會導(dǎo)致更好的性能并創(chuàng)造更多的創(chuàng)新機(jī)會。本討論將著重于當(dāng)校準(zhǔn)綜合誤差小于1%時需要考慮的領(lǐng)域。

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