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MEMS概述:应用,封装,制造,趋势 2

MEMS概述:应用,封装,制造,趋势 2


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        MEMS模块封装:关键制造步骤


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        组合传感器封装发展趋势
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        MEMS测试介绍
        MEMS产业的特异性:电学测试+机械测试


        MEMS惯性传感器最后阶段的测试和校准


        根据IHS Markit(消费者和移动设备运动传感器——2017年)的数据,无人机和玩具直升机中MEMS运动传感器(即加速度计、陀螺仪、IMU和压力传感器)的市场至2021年预计将达到约7000万台,而其2018至2021复合年增长率可达到17%。

        MEMS传感器对无人机飞行性能的影响

        得益于采用惯性MEMS传感器,无人机可确保其方向稳定,并可由用户精确控制,甚至可自主飞行。然而,一些挑战使无人机系统设计变得十分复杂,例如电机未完美校准,系统动态可能根据有效载荷而变化,操作条件可能出现突变,或传感器存在误差。这些挑战会造成定位处理偏差,并最终导致导航期间的位置偏差,甚至造成无人机失效。


        要使无人机超越玩具的范畴,高品质MEMS传感器和先进软件至关重要。无人机的惯性测量单元(IMU)、气压传感器、地磁传感器、应用特定型传感器节点(ASSN)和传感器数据融合的精度对其飞行性能有着直接和实质的影响。


        尺寸限制以及苛刻的环境和操作条件(如温度变化和振动)将对传感器的要求提升到新的水平。MEMS传感器必须尽可能避免这些影响,并提供精确、可靠的测量。


        有多种方法可以实现出色的飞行性能:软件算法,如传感器校准和数据融合;机械系统设计,例如减少振动,以及根据无人机制造商自己的要求和需求选择MEMS传感器。下面就让我们仔细研究一下MEMS传感器并参考部分示例。


        无人机的核心在于其姿态航向参照系统(AHRS),其中包括惯性传感器、磁力计和处理单元。AHRS估算设备定位,例如滚动、俯仰和偏航角。传感器误差(如偏移、灵敏度误差或热漂移)会导致定位错误。图1显示了加速度计偏移函数形式的定位误差(滚动、俯仰角),这通常是造成传感器连续误差的核心根源。例如,仅20 mg的加速度计偏移便会导致设备方向出现1度误差。
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