کالیبراسیون حسگر ژیروسکوپ سه محوره‌ی مِمز

نویسندگان

1 دانشگاه شهید بهشتی، دانشجوی کارشناسی ارشد

2 دانشگاه امیرکبیر، دانشجوی دکترای هوافضادینامیک پرواز و کنترل

چکیده

در این مقاله، کاربردی نو از یک حسگر ژیروسکوپ ِمِمز (MEMS) ارزان قیمت برای تعیین وضعیت یک ماهواره کوچک، ارائه و مراحل کالیبراسیون این حسگر شرح داده شده است. از آنجاکه کاربرد مورد نظر ماهواره بوده است و در این وسیله عملاً شتاب گرانش بی اثر خواهد بود در این تحقیق برای اولین بار تاثیر بایاس گرانش بر داده‌های حسگر دیده شده و با پیشنهاد یک روش نو میزان این اثر، محاسبه و در کالیبراسیون لحاظ شده است. برای کالیبراسیون این حسگر از یک میز چرخان دقیق تک محوره استفاده و با توجه به تأثیر تغییرات دمایی بر بایاس و ضریب مقیاس، روشی برای حذف اثر منفی این خطاها از طریق جبران‌سازی دمایی ارائه می‌شود. این حسگر سه محوره از نصب متعامد سه ژیروسکوپ شکل گرفته است. با توجه به دشواری دسترسی به میز چرخان سه محوره، روشی بر پایه‌ی استفاده از میز چرخان تک محوره برای حذف خطای عدم تراز بودن (Misalignment) استفاده شده است. خطای عدم هم‌ترازی با قرار دادن حسگر در وضعیت‌های متفاوت و چرخش میز در سرعت‌های مختلف به طور قابل ملاحظه-ای حذف شده است. نتایج آزمایشگاهی، صحت روش پیشنهادی برای کالیبراسیون حسگر ژایروی ممز سه محوره را تأیید می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Three Axis MEMS Gyroscope Calibration

نویسندگان [English]

  • Hossein Sobhanipour 1
  • Mohsen Rezaei 2
چکیده [English]

This paper describes a new application of a low cost MEMS gyro for small satellite`s attitude determination, as well as a calibration procedure. Because of space application and there is not linear acceleration in this environment, for the first time g-dependent bias effect on sensor`s data is considered and a new method to calculate the level of this effect and elimination of that is proposed. For this aim one-axis exact rate table is used and a temperature compensation method is proposed to remove the effect of temperature variation on bias and scale factor. This measurement unit contains three orthogonally mounted MEMS gyros. Using one-axis rate table is applied to solve the problem of accessing to the three-axis one. The accuracy of sensor is considerably improved by correction of misalignment error. Experimental results verify the proposed calibration method of three axis MEMS gyro.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Temperature compensation
  • Calibration
  • Attitude determination
  • Three axis MEMS gyro