MEMS 센서
MEMS 센서는 실리콘 웨이퍼에 에칭된 미세 가공 기계 구조를 이용하여 선형 가속도와 각속도를 측정합니다. 반도체 제조 공정을 통해 높은 재현성, 뛰어난 확장성, 일관된 센서 성능을 보장합니다. 그 결과, 제조업체는 소형화, 생산 비용 절감, 높은 신뢰성을 달성할 수 있습니다.
MEMS 측정 장치(IMU)는 세 개의 직교 가속도계와 세 개의 자이로스코프를 통합합니다. 이 센서들은 함께 6자유도(6-DoF)에 걸친 운동을 측정합니다. 그러나IMU 위치나 방위를 추정할 수 없습니다. 따라서 제조업체들은 GNSS , 자력계, 주행거리계 또는 기타 보조 센서를 통합합니다. 그런 다음 센서 융합 알고리즘이 신뢰할 수 있는 항법 및 방향 추정치를 생성합니다. 그 결과, 이 시스템은 자세 및 방위 참조 시스템(AHRS) 또는 완전한 관성 항법 시스템 (INS)로 작동합니다.
MEMS 센서의 성능은 여러 매개변수로 정의됩니다. 여기에는 바이어스 불안정성, 각도 랜덤 워크(ARW), 속도 랜덤 워크(VRW), 스케일 팩터 정확도, 대역폭, 진동 억제 능력, 열적 안정성이 포함됩니다. 또한, 공장 교정을 통해 결정론적 센서 오류를 보정합니다. 이러한 오류에는 축 정렬 불량, 스케일 팩터 비선형성, g-감도, 온도에 따른 바이어스 변동 등이 포함됩니다. 그 후, 내장형 확장 칼만 필터(EKF) 가 관성 측정값과 외부 관측값을 융합합니다. 이 과정은 센서 오차를 지속적으로 추정하고 관성 드리프트를 줄여줍니다. 그 결과, 항법 솔루션은 동적 작전 중에도 더 높은 정확도를 유지합니다.
최근의 기술 발전으로 MEMS 기술이 크게 개선되었습니다. 예를 들어, 폐루프 감지 아키텍처는 선형성을 높이고 바이어스 민감도를 낮춥니다. 마찬가지로, 개선된 MEMS 재현성과 장기 안정성을 향상시킵니다. 첨단 디지털 신호 처리 기술 또한 잡음 성능과 진동 내성을 향상시킵니다. 그 결과, 최첨단 MEMS 이제 전술급 성능을 달성하고 있습니다. 한편, 이러한 센서는 기존 관성 기술에 비해 더 작고, 가볍고, 전력 효율이 높습니다. 따라서 엔지니어들은 자율 주행 차량, 로봇 공학, 수로 측량, 모바일 매핑, 정밀 농업 및 국방 항법 시스템에 MEMS 점점 더 많이 채택하고 있습니다.
