MEMS陀螺仪,即微电子机械系统陀螺仪,是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术,它利用科里奥利力(旋转物体在有径向运动时所受到的切向力)原理,将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微电子机械系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。 MEMS陀螺仪的核心是一个微加工机械单元,在设计上按照一个音叉机制共振运动,通过科里奥利力原理把角速率转换成一个特定感测结构的位移。
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早期的陀螺仪是一种机械装置,主要部分是一个对旋转轴以极高角速度旋转的转子,转子装在一支架内;在通过转子中心轴XX1上加一内环架,那么陀螺仪就可环绕平面两轴作自由运动;然后,在内环架外加上一外环架;这个陀螺仪有两个平衡环,可以环绕平面三轴作自由运动,就是一个完整的陀螺仪。
先进制造领域863课题“汽车电子稳定程序(ESP)微传感器及系统”针对汽车电子应用需求,对MEMS陀螺仪和加速度传感器的结构进行了优化设计,开发出了基于体硅SOI和圆片级封装工艺的低成本MEMS微陀螺和微加速度计芯片,攻克了数字化陀螺仪电路设计和加速度计ASIC电路设计技术和预成型空腔塑封封装技术,研制出了自主知识产权的ESP用MEMS陀螺仪和加速度计产品。
MEMS陀螺仪的制电路内部可内嵌进阶电源管理功能,可在不需要动态传感器功能的状态下直接将MEMS传感器整组关闭,或搭配系统的使用状态区隔深度睡眠、一般睡眠与正常运作状态,藉此达到MEMS陀螺仪最大幅度的节能效用,降低MEMS组件的驱动功耗。
深迪半导体(上海)有限公司(Senodia Technologies)正式发布其首款三轴微机电(MEMS)陀螺仪产品,ST200G。这是中国首款完全拥有自主知识产权的消费级商用三轴MEMS陀螺仪。
Analog Devices, Inc (ADI),全球领先的高性能信号处理解决方案供应商,最近推出三款新型高性能、低功耗iMEMS®陀螺仪ADXRS642 、 ADXRS646 和 ADXRS649 ,三者均提供模拟输出,专门针对恶劣环境中的角速率(旋转)检测而设计。新款陀螺仪 ADXRS642 、 ADXRS646 和 ADXRS649 集成了 ADI 公司先进的差分四传感器技术,可有
ADI 公司 MEMS 和传感器技术部市场和应用经理 Wayne Meyer 表示:“ADXRS64x 系列 MEMS 陀螺仪具有低至0.015°/sec/g 的线性加速灵敏度,相比之下,其他领先的 MEMS 陀螺仪只提供0.1°/sec/g 的线性加速灵敏度。这几款新型 MEMS 陀螺仪还能提供仅3毫秒的快速启动时间,功耗只有 3.5mA,而其它 MEMS 陀螺仪功耗高达 60mA,与之相比降
为了在移动设备上实现室内定位,移动设备上部署了传统的加速计和陀螺仪等传感器,实现从已知初始位置出发的相对定位。2011年将有更多带有MEMS陀螺仪的移动设备投放市场
受制于成本和尺寸,一直以来MEMS陀螺仪只在军用设备、飞机导航以及汽车等非价格敏感设备上使用,近年来,随着制造工艺的成熟,核心ASIC设计的改良以及封装技术的突破,价格和尺寸不断下降,MEMS陀螺仪开始进驻消费电子市场,逐渐在玩具,数码相机(防震防抖)上使用,月出货量已达数百万片。而2010年苹果在iphone4上率先采用了MEMS陀螺仪,标志着MEMS陀螺仪正式进入了手机这一全球最大消费应用市场
陀螺仪常用于要求高精度或稳定性的惯性导航或其它应用。为获得最高性能,这些应用所用的陀螺仪一般需要经过校准和外部温度补偿。本文介绍一种执行校准和温度补偿的方法。