Wibracje
Wibracje mogą wprowadzać niepożądane szumy lub zniekształcenia do pomiarów, ponieważ czujniki MEMS są wysoce wrażliwe na siły zewnętrzne. Skutki obejmują:
- Czułość międzyosiowa: Drgania wzdłuż jednej osi mogą być błędnie interpretowane jako ruch wzdłuż innej osi.
- Wzmocnienie rezonansowe: Przy określonych częstotliwościach (własnym rezonansie czujnika) drgania mogą wzmacniać odchylenia, co prowadzi do błędnych odczytów.
- Niestabilność biasu: Mogą powodować tymczasowe lub długoterminowe przesunięcia w biasie czujnika (offset punktu zerowego).
- Zmęczenie mechaniczne: Długotrwałe drgania mogą z czasem doprowadzić do zużycia lub pogorszenia stanu mikroskopijnych struktur, co zmniejsza niezawodność.
Konstrukcja SBG zapewniająca ochronę przed drganiami
Firma SBG Systems zaprojektowała czujniki inercyjne ze szczególną dbałością o przetwarzanie sygnału, wykorzystując wyłącznie wysokiej jakości czujniki MEMS w połączeniu ze skutecznymi filtrami antyaliasingowymi FIR, aby ograniczyć problemy związane z wibracjami. Dzięki zastosowaniu akcelerometrów o niskim współczynniku VRE (Vibration Rectification Error), podczas instalacji nie ma potrzeby stosowania żadnej izolacji ani tłumienia drgań.
Wybór odpowiedniego akcelerometru
Technologia MEMS jest bardzo odporna na wstrząsy, jednak akcelerometry mogą być w różnym stopniu wrażliwe na wibracje, zwłaszcza te o wysokiej częstotliwości. Przy zakupie czujnika można wybrać akcelerometry o większym zakresie, na przykład 16g zamiast 8g w przypadku sensorów Ellipse.
Ogranicz wibracje wokół czujnika inercyjnego
Kilka metod może zmniejszyć wpływ wibracji na czujniki MEMS:
- Należy je fizycznie zwilżyć odpowiednim materiałem, na przykład Silent Bloc.
- W przypadku pracy z lekkim czujnikiem (na przykład Ellipse) konieczne może okazać się zamontowanie go na wspólnym elemencie tłumiącym wraz z cięższą masą (taką jak akumulator), aby łatwiej wytłumić wibracje. Zawsze łatwiej jest odizolować od nich cięższy system.
- Należy stosować kable elastyczne, aby uniknąć przenoszenia tych sygnałów przez kable.
- W przypadku wysokich częstotliwości należy sprawdzić, czy rozchodzą się one w powietrzu (dźwięk), i odpowiednio wygłuszyć urządzenie za pomocą materiałów dźwiękochłonnych.
Testy fabryczne SBG z wykorzystaniem wibratora
SBG Systems przepurrowadza różnorodne testy swoich czujników. Zachowanie sensorów jest dokładnie scharakteryzowane – poziom oraz częstotliwość drgań, jakie mogą wytrzymać, są znane, co pozwala na zaprojektowanie specjalnie dostosowanych algorytmów. Metodą testową jest standard MIL-STD-810G (zdefiniowany przez Departament Obrony USA), którego minimalny wskaźnik integralności przedstawiono poniżej.
