【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于mems器件数字测控电路，涉及一种基于arm的mems器件(陀螺、加速度计)标度因数补偿系统。
技术介绍
1、mems器件受到其敏感结构材料热膨胀系数和电学器件温度特性的影响，在温度变化的过程中，材料本身发生热胀冷缩、电学器件的温度特性改变以及内部气体介质随温度发生改变，在不同温度条件下，其标度因数会发生一定程度的改变。标度因数改变，会直接导致加速度计在不同温度点下敏感到的加速度不准确进而影响加速度计的输出精度。其中由于材料本身特性引起的标度因数变化，主要靠理论设计和低热膨胀系数的材料选择进行保证；测控电路中的各类电学器件同样也会引起最终的mems器件标度因数改变，主要靠电路成型工艺进行保证。即使在各个设计环节对标度因数进行了设计保证，在最终形成mems器件整表时仍然不可避免的会出现标度因数的误差。对于同一个确定的mems器件而言，其敏感结构、粘接方式、键线方式、封装方式以及电路组成都是一个确定状态，因此只要mems器件工作在设计环境条件下，其标度因数随温度的变化规律也已经确定。理想情况下知道加速度计在温度范围内所有输出点的标度因数就可以使加速度计在各个温度点标度因数没有误差。但是由于温度是一个连续变化量，实际不可能精确控温测量每个温度点的标度因数值，通常的做法是借助温箱等设备得到一些固定温度点的仪表标度因数，然后利用补偿算法对不同温度点的标度因数进行修正，保证最终的mems器件输出精度。此种方式的缺点是缺少arm的支持，补偿算法没有与电路相融合，补偿大多数是离线的，器件输出并不会因为补偿算法而实时改变，仅能作为器
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
2、为此，本专利技术提供了一种基于arm的mems器件标度因数补偿系统。
3、本专利技术的技术解决方案如下：提供一种基于arm的mems器件标度因数补偿系统，该系统包括arm芯片、a/d转换模块、标度因数补偿模块和标准信息输出模块，其中，所述arm芯片控制所述a/d转换模块采集mems器件未补偿前输出的传感器信息，并将该传感器信息采集进入arm芯片，所述a/d转换模块将传感器信息转换之后输出至所述标度因数补偿模块，所述标准信息输出模块输出加速度/角速率标准信息至所述标度因数补偿模块，所述标度因数补偿模块根据其输入进行标度因数补偿。
4、进一步地，所述标度因数补偿模块包括数据归一化模块和自适应补偿模块，其中，所述a/d转换模块将传感器信息转换之后输出至所述数据归一化模块，所述数据归一化模块对输入的数据进行归一化处理后输出至自适应补偿模块，所述标准信息输出模块输出加速度/角速率标准信息至所述自适应补偿模块，自适应补偿模块根据标准信息输出的结果，针对不同的mems传感器调整标度因数补偿算法，确定算法后还根据标准信息输出的结果，对不同传感器的补偿阶次进行调整，并在此基础上对归一化处理后的数据进行补偿。
5、进一步地，所述标度因数补偿模块还包括标定因数调整模块，所述自适应补偿模块将补偿后的数据输出至所述标定因数调整模块，所述标定因数调整模块将输入的数据调整后获得标准的mems传感器数据。
6、进一步地，所述系统还包括数据滤波模块，所述a/d转换模块将传感器信息转换之后输出至所述数据滤波模块，所述arm芯片控制控制所述数据滤波模块对输入的数据进行滤波以去除干扰信息，滤波后的数据输出至所述数据归一化模块。
7、上述技术方案在mems的数字电路中，通过arm芯片设计了传感器的标度因数补偿环节，使得mems器件在正常工作的情况下，器件通过arm芯片的算法控制，自动补偿在全量程范围内的标度因数，由此mems器件的环境适应性得到很大程度提高，尤其是涉及到热力学环境的适应性得到大幅度增强，降低了标度因数误差对mems器件在复杂力热环境中的影响。本专利技术方案可以根据不同的mems器件类型修正其标度因数误差，使得在mems器件规定的工作温度范围内标度因数能够满足要求的误差范围。
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1.一种基于ARM的MEMS器件标度因数补偿系统，其特征在于，所述系统包括ARM芯片、A/D转换模块、标度因数补偿模块和标准信息输出模块，其中，所述ARM芯片控制所述A/D转换模块采集MEMS器件未补偿前输出的传感器信息，并将该传感器信息采集进入ARM芯片，所述A/D转换模块将传感器信息转换之后输出至所述标度因数补偿模块，所述标准信息输出模块输出加速度/角速率标准信息至所述标度因数补偿模块，所述标度因数补偿模块根据其输入进行标度因数补偿。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的MEMS器件标度因数补偿系统，其特征在于，所述标度因数补偿模块包括数据归一化模块和自适应补偿模块，其中，所述A/D转换模块将传感器信息转换之后输出至所述数据归一化模块，所述数据归一化模块对输入的数据进行归一化处理后输出至自适应补偿模块，所述标准信息输出模块输出加速度/角速率标准信息至所述自适应补偿模块，自适应补偿模块根据标准信息输出的结果，针对不同的MEMS传感器调整标度因数补偿算法，确定算法后还根据标准信息输出的结果，对不同传感器的补偿阶次进行调整，并在此基础上对归一化处理后的数据进行补偿。
3.根据权利要求2所述的一种基于ARM的MEMS器件标度因数补偿系统，其特征在于，所述标度因数补偿模块还包括标定因数调整模块，所述自适应补偿模块将补偿后的数据输出至所述标定因数调整模块，所述标定因数调整模块将输入的数据调整后获得标准的MEMS传感器数据。
4.根据权利要求1-3所述的一种基于ARM的MEMS器件标度因数补偿系统，其特征在于，所述系统还包括数据滤波模块，所述A/D转换模块将传感器信息转换之后输出至所述数据滤波模块，所述ARM芯片控制控制所述数据滤波模块对输入的数据进行滤波以去除干扰信息，滤波后的数据输出至所述数据归一化模块。
...【技术特征摘要】
1.一种基于arm的mems器件标度因数补偿系统，其特征在于，所述系统包括arm芯片、a/d转换模块、标度因数补偿模块和标准信息输出模块，其中，所述arm芯片控制所述a/d转换模块采集mems器件未补偿前输出的传感器信息，并将该传感器信息采集进入arm芯片，所述a/d转换模块将传感器信息转换之后输出至所述标度因数补偿模块，所述标准信息输出模块输出加速度/角速率标准信息至所述标度因数补偿模块，所述标度因数补偿模块根据其输入进行标度因数补偿。
2.根据权利要求1所述的一种基于arm的mems器件标度因数补偿系统，其特征在于，所述标度因数补偿模块包括数据归一化模块和自适应补偿模块，其中，所述a/d转换模块将传感器信息转换之后输出至所述数据归一化模块，所述数据归一化模块对输入的数据进行归一化处理后输出至自适应补偿模块，所述标准信息输出模块输出加速度/角速率标准信息至所...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚远，申燕超，杨星辉，刘飞，张菁华，李陈征，杨亚杰，盛洁，王汝弢，王永胜，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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