sobota 14. července 2012

Teplotní charakteristiky offsetů senzorů

Samotný offset u senzoru nemusí znamenat nijak zásadní problém pokud je stálý. Pak jej stačí odečíst od naměřených dat a tím je jeho vliv eliminován. Mění-li se však v čase, s teplotou případně dokonce s orientací vzhledem k Zemi, není snadné jeho vliv minimalizovat.

Měření probíhalo ve velmi provizorních podmínkách. To je důvod proč je rozsah teplot poměrně nízký. Teplota byla měřena interním teploměrem v elektronickém gyroskopu a určitě se bude mírně lišit od teplot ostatních senzorů.

Akcelerometr Analog Devices ADXL345

Jak je vidět z následujících obrázků, tento konkrétní senzor zrychlení jednoznačně trpí závislostí offsetu na teplotě a to dokonce v každé ose jinak významně. Nejvíce je teplotně závislý offset osy Z a nejméně naopak offset osy X. Při změně teploty o 25 °C se změnil offset osy Z dokonce o cca 50 mg.

Obrázek 1: Graf závislosti offsetu akcelerometru na teplotě

Obrázek 2: Graf závislosti offsetu osy Z akcelerometru na teplotě

Elektronický gyroskop InvenSense ITG-3200

Změna offsetu elektronického gyroskopu je obzvláště kritická, jelikož integrací úhlové rychlosti se získávají úhly natočení tělesa. Pak je velmi nepříjemné, když elektronický gyroskop měří nenulovou úhlovou rychlost i pro neotáčející se těleso.

Závislost offsetu na orientaci vůči Zemi

Na Obrázku 3 je zobrazen graf naměřené úhlové rychlosti pro šest natočení senzoru. Změna natočení byla provedena vždy po 5-10 sekundách. Je zřejmé, že offset je stejný nezávisle na natočení senzoru. Závislost se tedy nepodařilo prokázat. Velmi podobně vypadají i grafy pro ostatní osy. Liší se pouze hodnotou samotného offsetu.
Obrázek 3: Graf závislosti offsetu senzoru ITG-3200 na orientaci vůči Zemi

Závislost offsetu na teplotě

Některé dražší elektronické gyroskopy jsou teplotně stabilizované, ITG-3200 mezi ně bohužel nepatří. Výrobce však integroval do pouzdra senzoru alespoň teploměr a je tedy možné si jej teplotně stabilizovat softwarově. Jak je vidno z Obrázku 4, je nutné tuto stabilizaci provést. Offset na ose Z při změně teploty o 25 °C posunul dokonce o cca 1.75 °/s.
Obrázek 4: Graf závislosti offsetu senzoru ITG-3200 na teplotě

Žádné komentáře:

Okomentovat