基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件制造技术

本实用新型专利技术公开了基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件，包括底座、盖板、IMU框架、三轴陀螺仪、三轴磁阻传感器、三轴加速度表、电路板和插座；底座设有开口朝上的内置凹槽，盖板可拆卸地连接于底座的开口处；IMU框架固定安装于底座的内置凹槽内，三轴陀螺仪和三轴加速度表均固定安装于IMU框架上，三轴磁阻传感器固定安装于底座的外壁，电路板和插座均固定安装于底座的侧壁外；三轴陀螺仪、三轴磁阻传感器、三轴加速度表和插座分别与电路板连接。本实用新型专利技术性能好，结构稳定，成本低，对于大批量生产而言，会创造非常大的经济收益。

【技术实现步骤摘要】
基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件
本技术涉及一种基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件。属于自动化仪表惯性导航仪表。
技术介绍
mems惯性器件作为惯性仪表中的一个新门类，应用越来越广泛，技术性能也在不断提高，当然售价也在不断攀升，和光纤陀螺技术指标相当的产品其价格已经相当。在有些应用场合，特别是用量很大的项目，如果选用单支高性能的mems惯组，与技术性能相当的光纤陀螺相比，在经济指标上就没有优势了。直到现在都有将多个单片的mems陀螺或加表合成一个mems陀螺或加表的产品，以提高零位稳定性和增大输出梯度。比如用一种价格较低的14只随机漂移约100度/小时的mems陀螺，合成一个陀螺，随机漂移可以小于约20度/小时。但它的售价已经和随机10度/小时的光纤陀螺相当了。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述缺陷，提供基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件。解决了现有mems惯性器件成本高的问题。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件，包括底座、盖板、IMU框架、三轴陀螺仪、三轴磁阻传感器、三轴加速度表、电路板和插座；所述底座设有开口朝上的内置凹槽，盖板可拆卸地连接于底座的开口处，用于开/闭底座；所述IMU框架固定安装于底座的内置凹槽内，三轴陀螺仪和三轴加速度表均固定安装于IMU框架上，三轴磁阻传感器固定安装于底座的外壁，电路板和插座均固定安装于底座的侧壁外；所述三轴陀螺仪、三轴磁阻传感器、三轴加速度表和插座分别与电路板连接；所述三轴陀螺仪采用多只mems陀螺仪组合制成；所述电路板包括AD电路板、ARM电路板和电源电路板，电源电路板为AD电路板、ARM电路板、三轴陀螺仪、三轴加速度表和三轴磁阻传感器供电，三轴陀螺仪、三轴加速度表和三轴磁阻传感器分别与AD电路板的数据输入端连接，AD电路板的数据输出端与ARM电路板的数据输入端连接。具体地，所述插座包括分别与ARM电路板和电源电路板连接的第一插座和第二插座。第一插座为数据传输接口，用于将测量并处理后的数据传输至外部，第二插座为电源接口。进一步地，所述AD电路板、ARM电路板和电源电路板均采用螺钉固定或焊接的方式固定在底座侧壁外。多种固定的方式可供选择，在本技术中不做限定。本技术还包括扣合在底座上端外部并且下端通过限位台阶限位的外罩，该外罩将底座、电路板和盖板包裹在内，保证本技术在工作时结构的稳定性，所述限位台阶设置在底座侧壁外下端，所述限位台阶包括水平设置在底座边缘用于限制外罩竖向运动的环形水平限位件和与环形水平限位件垂直连接的且用于卡接在外罩内壁下端内的竖直限位件。进一步地，所述外罩上设有用于穿过插座并且从外罩下端部向上延伸的穿孔，插座固定于该穿孔处。为了保证结构的稳定性，所述竖直限位件为环形形状，或由多个竖直限位件组成的且适配于外罩内壁下端的环形形状。为了进一步保证结构的稳定性，所述盖板通过螺钉与底座的上端部连接固定并且可拆卸，盖板下端面还设有盖板顶件顶住IMU框架的上端面。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术使用同一种价格较低的12只随机漂移约100度/小时的mems陀螺，在组成的惯组中，随机漂移小于5度/小时，零位稳定性优于随机漂移10度/小时的光纤陀螺1倍，而成本更低。与同样性能的光纤陀螺相比，成本要低1/3；本技术的惯性组合器件与直接采购的性能类似的mems惯组成本要低1/3到1/4，对于大批量生产而言，就会创造25％到30％的经济收益。附图说明图1为本技术的俯视图。图2为图1中B-B剖视图。图3为图1中A-A剖视图。图4为本技术的立体图。图5为本技术工作原理图。图6为本技术的调试流程示意图。其中，附图标记所对应的名称：1-底座，101-限位台阶，101a-环形水平限位件，101b-竖直限位件，2-外罩，3-盖板，301-螺钉，4-IMU框架，5-三轴陀螺仪，6-三轴磁阻传感器，7-三轴加速度表，8-AD电路板，9-ARM电路板，10-电源电路板，11-第一插座，12-第二插座。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明，本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1-4所示，基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件，包括底座1、盖板3、外罩2、IMU框架4、三轴陀螺仪5、三轴磁阻传感器6、三轴加速度表7、AD电路板8、ARM电路板9、电源电路板10、第一插座11、第二插座12。上述部件的连接关系如下：底座设有开口朝上的内置凹槽，底座侧壁外下端设有限位台阶，盖板可拆卸地连接于底座的开口处，用于开/闭底座，本实施例中，盖板通过螺钉301与底座的上端部连接固定并且可拆卸。在外罩上设有用于穿过第一插座和第二插座并且从外罩下端部向上延伸的穿孔，在本实施例中，外罩扣合在底座上端外部并且下端通过限位台阶101限位，限位台阶包括水平设置在底座边缘用于限制外罩竖向运动的环形水平限位件101a和与环形水平限位件垂直连接的且用于卡接在外罩内壁下端内的竖直限位件101b，竖直限位件可为环形也可包括多个竖直限位件，环形水平限位件还设有多个安装孔。IMU框架固定安装于底座的内置凹槽内，三轴陀螺仪、三轴加速度表均固定安装于IMU框架上，三轴磁阻传感器固定安装于底座的外壁。IMU为的惯性组合器件的简称。在本实施例中，三轴加速度表卡接在IMU框架内，三轴陀螺仪通过螺钉固定于IMU框架上，盖板下端面还设有盖板顶件顶住IMU框架的上端面，使IMU框架的固定效果得到保障。底座的侧壁还设有一个以上穿线孔，使其侧壁内侧的内置凹槽内的三轴陀螺仪、三轴加速度表的测量数据可以传输至底座侧壁外侧的部件。本实施例中，AD电路板、ARM电路板和电源电路板均固定安装于底座的侧壁外并位于外罩内，电源电路板为AD电路板、ARM电路板、三轴陀螺仪、三轴加速度表、三轴磁阻传感器供电，三轴陀螺仪、三轴加速度表、三轴磁阻传感器分别与AD电路板的数据输入端连接，AD电路板的数据输出端与ARM电路板的数据输入端连接，第一插座、第二插座分别与ARM电路板、电源电路板连接。在本实施例中，AD电路板、ARM电路板和电源电路板均采用螺钉固定或焊接的方式固定在底座侧壁外。第一插座、第二插座固定于外罩的穿孔处。本实施例的三轴陀螺仪采用12只mems陀螺仪组合制成，包括X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪、Z轴陀螺仪。如图5所示，图5为本技术的工作原理图，如图6所示，图6为本技术的调试流程示意图。X轴陀螺加表(GAx)中的6Gxa、6Gxb、6Axa、6Axb；Y轴陀螺加表(GAy)中的6Gya、6Gyb、6Aya、6Ayb；Z轴陀螺加表(GAz)中的6Gza、6Gzb、6Aza、6Azb都是按图6中的Ma流程测试数据后，经Mb流程选配后，再经Mc流程组装，得到的三轴陀螺仪的陀螺加表组合。选配的原则按下式进行:其中，V0GxaiV0GxbiV0GyaiV0CybiV0GzaiV0GzbiV0AxaiV0AxbiV0AyaiV0AybiV0AzaiV0Azbi是各组陀螺加速度表合成的零位，即是各个陀螺加表零位的代数和。由于它们近似相等，在输入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件，其特征在于，包括底座(1)、盖板(3)、IMU框架(4)、三轴陀螺仪(5)、三轴磁阻传感器(6)、三轴加速度表(7)、电路板和插座；所述底座设有开口朝上的内置凹槽，盖板可拆卸地连接于底座的开口处，用于开/闭底座；所述IMU框架固定安装于底座的内置凹槽内，三轴陀螺仪和三轴加速度表固定安装于IMU框架上，三轴磁阻传感器固定安装于底座的外壁，电路板和插座均固定安装于底座的侧壁外；所述三轴陀螺仪、三轴磁阻传感器、三轴加速度表和插座分别与电路板连接；所述三轴陀螺仪采用多只mems陀螺仪组合制成；所述电路板包括AD电路板(8)、ARM电路板(9)和电源电路板(10)，电源电路板为AD电路板、ARM电路板、三轴陀螺仪、三轴加速度表和三轴磁阻传感器供电，三轴陀螺仪、三轴加速度表和三轴磁阻传感器分别与AD电路板的数据输入端连接，AD电路板的数据输出端与ARM电路板的数据输入端连接。

【技术特征摘要】
1.基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件，其特征在于，包括底座(1)、盖板(3)、IMU框架(4)、三轴陀螺仪(5)、三轴磁阻传感器(6)、三轴加速度表(7)、电路板和插座；所述底座设有开口朝上的内置凹槽，盖板可拆卸地连接于底座的开口处，用于开/闭底座；所述IMU框架固定安装于底座的内置凹槽内，三轴陀螺仪和三轴加速度表固定安装于IMU框架上，三轴磁阻传感器固定安装于底座的外壁，电路板和插座均固定安装于底座的侧壁外；所述三轴陀螺仪、三轴磁阻传感器、三轴加速度表和插座分别与电路板连接；所述三轴陀螺仪采用多只mems陀螺仪组合制成；所述电路板包括AD电路板(8)、ARM电路板(9)和电源电路板(10)，电源电路板为AD电路板、ARM电路板、三轴陀螺仪、三轴加速度表和三轴磁阻传感器供电，三轴陀螺仪、三轴加速度表和三轴磁阻传感器分别与AD电路板的数据输入端连接，AD电路板的数据输出端与ARM电路板的数据输入端连接。2.根据权利要求1所述的基于模数串并联拟合补偿零位误差的mems组合器件，其特征在于，所述插座包括分别与ARM电路板和电源电路板连接的第一插座(11)和第二插座(12)。3.根据权利要求1所述的基于模数串并联拟合补...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，卿宇，
申请(专利权)人：中天引控科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61