Предварительные замечания. К сожалению, изготовитель трехосного микромеханического акселерометра MMA7361L не указывают такие важнейшие характеристики

К сожалению, изготовитель трехосного микромеханического акселерометра MMA7361L не указывают такие важнейшие характеристики, как: постоянная погрешность в запуске, погрешность от запуска к запуску, случайная погрешность, тренд, время готовности микромеханического трехосного акселерометра.

Определение указанных выше характеристик акселерометра проводится на неподвижном основании в ориентации 5 (ось Z – вверх), которую условно можно назвать рабочей ориентацией:

В рабочей ориентации два канала акселерометра имеют нулевые входные воздействия (акселерометр X и акселерометр Y), что в соответствии с номинальными выходными характеристиками должно приводить к появлению на каждом из выходов этих каналов напряжений 1, 65В при напряжении питания 3, 3В.

Третий акселерометр Z в рабочей ориентации измеряет входное воздействие 1g, что в соответствии с номинальной выходной характеристикой должно приводить к появлению на выходе напряжения 2, 45В.

Назовем эти значения выходных напряжений расчетными значениями выходных напряжений акселерометра в рабочей ориентации:

Дадим следующие толкования упомянутых выше характеристик акселерометра.

Постоянная погрешность для данного запуска – разность между средним арифметическим значением показаний канала акселерометра в данном запуске после завершения времени готовности и расчетным значением выходного напряжения данного канала.

Случайная погрешность в запуске – значение среднего квадратического отклонения (стандартного отклонения) [12], [13] показаний канала акселерометра от среднего арифметического в данном запуске после завершения времени готовности. (Используемое средство измерения - цифровой мультиметр APPA305, - осредняет выходное напряжение акселерометра на интервале времени примерно 0, 5с. При использовании средства измерения с другим временем осреднения возможно получение других значений случайных погрешностей в запуске.)

Погрешность от запуска к запуску – среднее квадратическое отклонение (стандартное отклонение) из постоянных погрешностей канала акселерометра в некотором количестве последовательно произведенных запусков (в нашем случае 6 запусков) в неизменных условиях от их среднего арифметического значения.

Тренд – средняя скорость изменения показаний канала акселерометра в установившемся режиме работы после истечения времени готовности.

Время готовности – время вхождения показаний канала акселерометра в диапазон от минус трех средних квадратических отклонений (трех стандартных отклонений) относительного среднего в данном запуске до плюс трех средних квадратических отклонений (трех стандартных отклонений) относительного среднего в данном запуске.

В последнее время для оценки шумовых характеристик разных устройств, в том числе гироскопических приборов и инерциальных датчиков, используется вариация Аллана (Allan Variance), предложенная в 1966 году для исследования атомных стандартов частоты. Для серии равноточных измерений , выполненных в последовательные моменты времени с интервалами , вариация Аллана вычисляется по формуле

.

Вариация Аллана является функцией числа измерений , то есть результатом вычислений на различных интервалах осреднения, начиная от времени, равного интервалу между соседними отсчетами , до времени проведения измерений, равного .

Графики вариации Аллана обычно строят в логарифмическом масштабе. В свободном доступе имеется программа для вычисления вариации Аллана [14].

План, последовательность, время и условия проведения эксперимента приведены в таблице 1.4.2.1.

Таблица 1.4.2.1