详解集成式MEMS惯性传感器之于工业控制的作用

，例如仅限于一个或两个轴的运动，也可能需要同时采用加速度计和陀螺仪检测来补偿重力、振动及其他不规则现象和影响。
　　

传感器还可能具有交叉灵敏度，很多时候必须对此进行补偿，即使无需补偿，至少也需要加以了解。此外，惯性传感器的性能指标存在许多不同的标准，这使得上述问题的解决更加困难。当指定惯性传感器要求时，多数工业系统设计工程师主要关心的是陀螺仪稳定性（随时间发生的偏置估算），消费级陀螺仪通常不会说明这一特性。如果传感器的线性加速度性能较差，那么即使0.003°/s的良好陀螺仪偏置稳定性也可能毫无意义。例如，假设线性加速度特性为0.1°/s/g，在旋转±90°(1g)的简单情况下，这将给0.003°/s的偏置稳定性增加0.1°的误差。加速度计通常与陀螺仪一起使用，以便检测重力影响，并且提供必要的信息来驱动补偿过程。
　　

为了优化传感器性能并尽可能缩短开发时间，需要深入了解传感器灵敏度和应用环境。校准计划可以针对影响最大的因素进行定制，从而减少测试时间和补偿算法开销。面向具体应用的解决方案将适当的传感器与必要的信号处理结合在一起，如果具备高性价比并且提供现成可用的标准接口，这些解决方案将能消除许多工业客户过去所面临的实施和生产障碍。
　　

利用加速度进行振动分析
在一些情况下，检测元件相对靠近基本传感器输出端最佳，但在另一些情况下（例如通过振动分析进行状态监控），则需要增加相当多的处理过程才能实现所需的输出。围绕惯性传感器而构建的高集成度器件的范例之一是ADI公司的ADIS16227（图1），它是一款完全自治的频域振动监控器。此类器件可能不提供相对简单的g/mV输出，而是提供应用特定的分析。就ADIS16227而言，其嵌入式频域处理、512点实值FFT和片上存储器能够识别各种振动源并进行归类，监控其随时间的变化情况，并根据可编程的阈值做出反应。
　　

检测和了解运动的能力几乎对所有已设想到的应用都具有价值。大多数情况下，人们希望掌控一个系统发生的运动，利用该信息提高性能（响应时间、精度、工作速度等），增强安全性或可靠性（系统在危险情况下关机），或者获得其他增值特性。但在某些情况下，不运动才是至关重要的，因此传感器可用来检测不需要的运动。这些特性或性能升级往往是在现有系统上实施，考虑到最终系统的功耗和尺寸显然已确定，或者必须最小化，MEMS惯性传感器的小尺寸和低功耗特性无疑极具吸引力。
　　

某些情况下，这些系统的设计人员不是运动动力学方面的专家，因此，当决定是否进行系统升级时，完全集成和校准的传感器存在与否可能是最关键的因素。