完全集成和校準的MEMS慣性傳感器的出現，可能是促使平台穩定、工業機械運動控製、安全/監控設備、機器人、工業車輛導航和機械調平等領域係統升級的關鍵因素。

　　

最近的傳感器技術發展使得工業係統設計實現革命性的進步。慣性傳感器能夠改善係統性能的應用包括：平台穩定、工業機械運動控製、安全/監控設備、機器人、工業車輛導航和機械調平等。這種傳感器提供的運動信息非常有用，不僅能改善性能，而且能提高可靠性、安全性並降低成本。

　　

然而
，要想獲得這些好處
，必須克服一些障礙，因為許多工業應用處在惡劣的物理環境下
，需要考慮溫度、振動、kongjianxianzhiheqitayinsudeyingxiang。jiugongchengshieryan，weilecongchuanganqihuoquyizhideshuju，jiangqizhuanhuanchengyouyongdexinxi，ranhouzaixitongdeshixuhegonghaoyusuanneizuochufanying
，gongchengshibixuyongyouduozhongjishulingyudezhishihejingyan，bingqiezunxunlianghaodeshejiguifan。

　　

 

來自慣性傳感器的信息經過處理和積分後
，可以提供許多不同類型的運動、位wei置zhi和he方fang向xiang輸shu出chu。每mei種zhong類lei型xing的de運yun動dong都dou涉she及ji到dao一yi係xi列lie應ying用yong相xiang關guan的de複fu雜za因yin素su

，對dui此ci必bi須xu加jia以yi了le解jie。工gong業ye控kong製zhi應ying用yong就jiu是shi一yi個ge很hen好hao的de例li子zi，某mou種zhong形xing式shi的de指zhi向xiang或huo轉zhuan向xiang設she備bei對dui這zhe些xie應ying用yong十shi分fen有you用yong。傾qing斜xie或huo角jiao度du檢jian測ce常chang常chang是shi此ci類lei應ying用yong的de核he心xin任ren務wu，在zai最zui簡jian單dan的de範fan例li中zhong
，機ji械xie氣qi泡pao傳chuan感gan器qi便bian可ke滿man足zu需xu要yao。然ran而er
，在zai明ming確que傳chuan感gan器qi需xu求qiu之zhi前qian，必bi須xu分fen析xi最zui終zhong係xi統tong的de完wan整zheng運yun動dong動dong力li學xue特te性xing
、環境

、壽命周期和可靠性預期。如果係統的運動相對而言為靜態，簡單的角度傳感器可能就足夠了，但實際的技術決策取決於響應時間、衝擊和振動
、尺寸、整個壽命期間的性能漂移。此外，許多係統涉及到多種類型的運動（如旋轉和加速度等），而且往往在多個軸上工作，這就需要考慮將多種類型的傳感器結合在一起。

　

一旦知道正確的傳感器類型和技術後
，挑戰便轉移到了解和最終補償傳感器對環境（溫度、振動、衝擊
、安裝位置、時間和其他變量）的反應。環境補償涉及到額外的電路
、測試
、校xiao準zhun和he動dong態tai調tiao整zheng
，而er每mei種zhong類lei型xing的de傳chuan感gan器qi，甚shen至zhi每mei個ge傳chuan感gan器qi都dou是shi獨du一yi無wu二er的de，因yin此ci這zhe又you會hui帶dai來lai補bu償chang不bu足zu或huo過guo度du的de額e外wai風feng險xian，除chu非fei工gong程cheng師shi對dui傳chuan感gan器qi特te性xing有you著zhe詳xiang盡jin的de了le解jie。最zui後hou這zhe一yi點dian驅qu使shi許xu多duo設she計ji工gong程cheng師shi采cai用yong完wan全quan集ji成cheng的de傳chuan感gan器qi解jie決jue方fang案an，以yi便bian消xiao除chu運yun用yong和he實shi施shi過guo程cheng中zhong的de障zhang礙ai。

　　

 

慣性傳感器有多種類型。MEMS（微機電係統）傳感器是最完善的傳感器類型之一，已經使廣泛的應用受益。15年前，MEMS線性速率傳感器（加速度計）徹(che)底(di)革(ge)新(xin)了(le)汽(qi)車(che)安(an)全(quan)氣(qi)囊(nang)係(xi)統(tong)。自(zi)此(ci)以(yi)後(hou)
，從(cong)筆(bi)記(ji)本(ben)硬(ying)盤(pan)保(bao)護(hu)到(dao)遊(you)戲(xi)控(kong)製(zhi)器(qi)中(zhong)更(geng)為(wei)直(zhi)觀(guan)的(de)用(yong)戶(hu)運(yun)動(dong)捕(bu)捉(zhuo)
，各(ge)種(zhong)獨(du)特(te)的(de)功(gong)能(neng)和(he)應(ying)用(yong)得(de)以(yi)實(shi)現(xian)。

 

根據諧振器陀螺儀的原理，MEMSjiegouyeketigongjiaosulvjiance。lianggeduojingguijiancejiegougehanyigeraodongkuangjia
，tongguojingdianjiangraodongkuangjiaqudongdaoxiezhenzhuangtai，yichanshengbiyaodeyundong，congerzaixuanzhuanqijianchanshengkeshili。zaigekuangjiadelianggewaibujixianchu（與擾動運動正交）是可動指

，放在固定指之間，形成一個容性撿拾結構來檢測科氏運動。當MEMS陀tuo螺luo儀yi旋xuan轉zhuan時shi，可ke動dong指zhi的de位wei置zhi變bian化hua通tong過guo電dian容rong的de變bian化hua進jin行xing檢jian測ce，由you此ci得de到dao的de信xin號hao被bei送song入ru一yi係xi列lie增zeng益yi和he解jie調tiao級ji，產chan生sheng電dian速su率lv信xin號hao輸shu出chu。某mou些xie情qing況kuang下xia，該gai信xin號hao經jing轉zhuan換huan後hou送song入ru一yi個ge專zhuan有you數shu字zi校xiao準zhun電dian路lu。

 

傳感器內核周圍的集成度和校準由最終性能要求決定，但在許多情況下，可能需要進行運動校準，以便實現最高的性能水平和穩定性。

　　

 

在工業市場上，諸如振動分析、平台校正
、一yi般ban運yun動dong控kong製zhi之zhi類lei的de應ying用yong需xu要yao高gao集ji成cheng度du和he高gao可ke靠kao度du的de解jie決jue方fang案an，檢jian測ce元yuan件jian在zai許xu多duo情qing況kuang下xia是shi直zhi接jie嵌qian入ru到dao現xian有you設she備bei中zhong。此ci外wai，還hai必bi須xu提ti供gong足zu夠gou的de控kong製zhi、校準和編程功能
，使器件真正獨立自足。一些應用範例包括：

 

工業機械的狀態監控：通過將傳感器更深地嵌入機械內部，並且藉由傳感器性能和嵌入式處理而更早、更準確地掌握狀態變化的跡象，可以獲得切實的效益。

 

機器自動化：通過提高精度

，並且更加嚴格地將此信息與遠程控製或編程設置的運動相關聯，可以使自治或遠程控製的精密儀器和機械臂更加精確、高效。

 

移動通信和監控：無論是陸地
、航空還是海運交通工具
，慣性傳感器都有助於其實現穩定（天線和相機）和定向導航（利用GPS和其他傳感器進行航位推算）。

　　

工業檢測市場異常紛繁多樣

，必須通過集成嵌入式可調特性
，如數字濾波、采樣速率控製、狀態監控、電源管理選項和專用輔助I/O功能等，來支持各種不同的性能、集ji成cheng度du和he接jie口kou要yao求qiu。在zai其qi他ta更geng複fu雜za的de情qing況kuang下xia，還hai需xu要yao采cai用yong多duo個ge傳chuan感gan器qi和he多duo種zhong類lei型xing的de傳chuan感gan器qi。即ji使shi看kan起qi來lai很hen簡jian單dan的de慣guan性xing運yun動dong，例li如ru僅jin限xian於yu一yi個ge或huo兩liang個ge軸zhou的de運yun動dong，也ye可ke能neng需xu要yao同tong時shi采cai用yong加jia速su度du計ji和he陀tuo螺luo儀yi檢jian測ce來lai補bu償chang重zhong力li、振動及其他不規則現象和影響。

　　

chuanganqihaikenengjuyoujiaochalingmindu，henduoshihoubixuduicijinxingbuchang，jishiwuxubuchang，zhishaoyexuyaojiayilejie。ciwai，guanxingchuanganqidexingnengzhibiaocunzaixuduobutongdebiaozhun，zheshideshangshuwentidejiejuegengjiakunnan。dangzhidingguanxingchuanganqiyaoqiushi
，duoshugongyexitongshejigongchengshizhuyaoguanxindeshituoluoyiwendingxing（隨時間發生的偏置估算），消費級陀螺儀通常不會說明這一特性。如果傳感器的線性加速度性能較差，那麼即使0.003°/s的良好陀螺儀偏置穩定性也可能毫無意義。例如，假設線性加速度特性為0.1°/s/g，在旋轉±90°(1g)的簡單情況下，這將給0.003°/s的偏置穩定性增加0.1°的誤差。加速度計通常與陀螺儀一起使用，以便檢測重力影響，並且提供必要的信息來驅動補償過程。

　　

為wei了le優you化hua傳chuan感gan器qi性xing能neng並bing盡jin可ke能neng縮suo短duan開kai發fa時shi間jian，需xu要yao深shen入ru了le解jie傳chuan感gan器qi靈ling敏min度du和he應ying用yong環huan境jing。校xiao準zhun計ji劃hua可ke以yi針zhen對dui影ying響xiang最zui大da的de因yin素su進jin行xing定ding製zhi
，從cong而er減jian少shao測ce試shi時shi間jian和he補bu償chang算suan法fa開kai銷xiao。麵mian向xiang具ju體ti應ying用yong的de解jie決jue方fang案an將jiang適shi當dang的de傳chuan感gan器qi與yu必bi要yao的de信xin號hao處chu理li結jie合he在zai一yi起qi
，如ru果guo具ju備bei高gao性xing價jia比bi並bing且qie提ti供gong現xian成cheng可ke用yong的de標biao準zhun接jie口kou
，這zhe些xie解jie決jue方fang案an將jiang能neng消xiao除chu許xu多duo工gong業ye客ke戶hu過guo去qu所suo麵mian臨lin的de實shi施shi和he生sheng產chan障zhang礙ai。

　　

 

在一些情況下，檢測元件相對靠近基本傳感器輸出端最佳
，但在另一些情況下（例如通過振動分析進行狀態監控）
，則需要增加相當多的處理過程才能實現所需的輸出。圍繞慣性傳感器而構建的高集成度器件的範例之一是ADI公司的ADIS16227（圖1），它是一款完全自治的頻域振動監控器。此類器件可能不提供相對簡單的g/mV輸出
，而是提供應用特定的分析。就ADIS16227而言，其嵌入式頻域處理、512點實值FFT和片上存儲器能夠識別各種振動源並進行歸類，監控其隨時間的變化情況，並根據可編程的閾值做出反應。

　　

檢(jian)測(ce)和(he)了(le)解(jie)運(yun)動(dong)的(de)能(neng)力(li)幾(ji)乎(hu)對(dui)所(suo)有(you)已(yi)設(she)想(xiang)到(dao)的(de)應(ying)用(yong)都(dou)具(ju)有(you)價(jia)值(zhi)。大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)，人(ren)們(men)希(xi)望(wang)掌(zhang)控(kong)一(yi)個(ge)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)的(de)運(yun)動(dong)
，利(li)用(yong)該(gai)信(xin)息(xi)提(ti)高(gao)性(xing)能(neng)（響應時間、精度
、工作速度等），增強安全性或可靠性（係統在危險情況下關機），huozhehuodeqitazengzhitexing。danzaimouxieqingkuangxia
，buyundongcaishizhiguanzhongyaode，yincichuanganqikeyonglaijiancebuxuyaodeyundong。zhexietexinghuoxingnengshengjiwangwangshizaixianyouxitongshangshishi，kaolvdaozuizhongxitongdegonghaohechicunxianranyiqueding，huozhebixuzuixiaohua，MEMS慣性傳感器的小尺寸和低功耗特性無疑極具吸引力。

　　

某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)不(bu)是(shi)運(yun)動(dong)動(dong)力(li)學(xue)方(fang)麵(mian)的(de)專(zhuan)家(jia)，因(yin)此(ci)，當(dang)決(jue)定(ding)是(shi)否(fou)進(jin)行(xing)係(xi)統(tong)升(sheng)級(ji)時(shi)，完(wan)全(quan)集(ji)成(cheng)和(he)校(xiao)準(zhun)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)存(cun)在(zai)與(yu)否(fou)可(ke)能(neng)是(shi)最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)因(yin)素(su)。