FAQs

FAQs

FAQs

Accédez immédiatement aux informations que vous recherchez. Ce qui suit est une liste de questions et de réponses qui ont été posées par les clients et qui peuvent être utiles à d’autres utilisateurs utilisant des produits Silicon Sensing dans leurs conceptions techniques. Si votre question reste sans réponse, contactez votre distributeur ou cliquez ici pour nous contacter directement.

Généralités
Qu'est-ce qui rend les gyroscopes de Silicon Sensing si résistants aux chocs et aux vibrations ?

Nos gyroscopes utilisent un anneau comme structure vibrante, suspendue par des pattes autour de l’anneau. Le capteur est ainsi équilibré et symétrique. Par conséquent, les chocs et les vibrations n’entraînent aucun mouvement indésirable qui serait observé dans une structure non équilibrée telle qu’un diapason. En fonctionnement normal, toute déviation de l’anneau n’aura pas d’impact sur les autres composants, car les jeux sont importants.

Que signifient les termes utilisés dans vos fiches techniques et vos spécifications ?

Veuillez consulter notre section glossaire pour obtenir une explication de chaque paramètre ou terme. Si vous avez besoin d’aide ou de précisions supplémentaires, n’hésitez pas à nous contacter.

Que signifie le terme « sortie ratiométrique » ?

On parle de « sortie ratiométrique » lorsque la sortie du gyroscope est proportionnelle à la tension d’alimentation.

Un gyroscope peut-il être installé à n'importe quelle altitude ?

Les gyroscopes mesurent la vitesse angulaire dans l’espace, sans référence à un point fixe, et détectent la vitesse angulaire autour de leur axe sensible, dans toutes les orientations. Le gyroscope est également très insensible à la gravité.

Vos gyroscopes sont-ils sensibles à la gravité ou à l'accélération linéaire ?

Nous spécifions la sensibilité à la gravité et à l’accélération linéaire. Cependant, comme nos gyroscopes utilisent un anneau équilibré comme structure vibrante, ils sont très résistants à la gravité, à l’accélération linéaire et aux vibrations.

Quelle est la résolution de vos gyroscopes ?

La résolution n’a pas la même signification pour tout le monde, en fonction de l’application et de l’utilisation du gyroscope.

Si le gyroscope dispose d’une sortie numérique, la résolution correspond au bit le moins important des données du message. Cette résolution dépend de la gamme de vitesse pour laquelle le gyroscope a été configuré. La fiche technique fournit le facteur d’échelle en termes de lsbs/°/s. L’inverse de ce nombre donne la pondération de la lsb, ou la résolution numérique. . La résolution peut être améliorée en appliquant des techniques de suréchantillonnage. Ces techniques consistent généralement à échantillonner la sortie à une vitesse très élevée et à calculer la moyenne pour améliorer la résolution.

Si la sortie analogique est utilisée, la meilleure résolution réalisable peut être considérée comme la partie inférieure du tracé de la variance d’Allan, c’est-à-dire l’instabilité du biais pour le dispositif. Une autre définition de la résolution analogique est la différence minimale observable à la sortie pour une modification de l’entrée. Elle renvoie au bruit et est normalement considérée comme le signal d’entrée qui provoquera une sortie supérieure à la sortie du bruit.

Y a-t-il des précautions particulières à prendre concernant le choix de l'alimentation électrique ?

La structure vibrante de nos gyroscopes a une résonance à environ 14 KHz ou 22 KHz, selon le gyroscope. Le bruit de l’alimentation autour de cette fréquence ou les harmoniques de cette fréquence peuvent se coupler au signal et provoquer un bruit supplémentaire. S’il existe des signaux périodiques autour de ces fréquences, tels que ceux produits par les alimentations à découpage, des battements peuvent être observés dans le signal de sortie du gyroscope.

Pouvez-vous me dire ce que vous entendez par « non-linéarité » et « erreur de linéarité » ?

Veuillez consulter notre section glossaire pour obtenir une explication de chaque paramètre ou terme.

Comment puis-je calculer l'angle déplacé à partir de la sortie du gyroscope ?

Le capteur de vitesse angulaire fournit une sortie qui est proportionnelle à la vitesse de rotation et, par conséquent, pour créer une mesure de l’angle, il faut l’intégrer par rapport au temps. . Les termes d’erreur dans l’intégration sont l’erreur dans le facteur d’échelle (SF) et le biais (total) (B) des capteurs. Pour tout volt (V) émis par le capteur, l’angle est calculé comme suit :

Intégrale [ ( V (SF +SF ERREUR) + B) ]dt, de T 0à T.

Pour une erreur SF constante, et lorsque la position angulaire moyenne dans le temps est nulle (comme dans un système oscillatoire), l’erreur devient alors l’intégration du biais total sur la période de mesure.

Une valeur typique pour le biais du capteur de vitesse est de 3 °/s maximum, donc, si aucun étalonnage n’est effectué, l’erreur angulaire s’accumulera à une vitesse maximum de 3 ° pour chaque seconde de mouvement.

Toutefois, ce résultat peut être facilement amélioré si le système hôte a la possibilité de soustraire le décalage de polarisation avant le début de la mesure. Après le démarrage et à température constante, la variation du biais pourrait être inférieure à 0,05 °/s par 5s. En soustrayant ce biais initial (3 °/s) et en effectuant la même intégration, on obtient une erreur d’angle qui s’accroît de 0,125 ° par 5 secondes de mouvement.

En soustrayant ce biais initial (3 °/s) et en effectuant la même intégration, on obtient une erreur d'angle qui s'accroît de 0,125 ° par 5 secondes de mouvement.

Nous spécifions les performances sur une gamme de températures de fonctionnement définie pour le produit. L’appareil fonctionnera normalement bien en dehors de cette gamme, mais nous ne pouvons pas vous donner toutes les garanties de fonctionnement ou de performance, dans la mesure où nous testons l’appareil uniquement dans la gamme de températures de fonctionnement spécifiée. Lorsque l’appareil n’est pas alimenté, il peut être exposé à des températures plus élevées pendant de courtes périodes. À 130 °C, il y a un changement de transition vitreuse dans l’appareil, qui se reformera lorsque l’appareil se refroidira, mais les caractéristiques de l’appareil sont susceptibles de changer. Il est donc important de ne pas exposer l’appareil à des températures proches de 130 °C.

Comment calculer la position angulaire à partir des données de vitesse angulaire récupérées ?

Le capteur de vitesse angulaire fournit une sortie qui est proportionnelle à la vitesse de rotation et, par conséquent, pour créer une mesure de l’angle, il faut l’intégrer par rapport au temps. . Les termes d’erreur dans l’intégration correspondent à l’erreur dans le facteur d’échelle, le bruit et le biais du capteur. Pour une erreur de facteur d’échelle constante, et lorsque la position angulaire moyenne dans le temps est nulle (comme dans un système oscillatoire), l’erreur devient alors l’intégration du biais, du bruit et de la linéarité sur la période de mesure. Pour les effets du bruit, consultez Marche aléatoire angulaire dans notre glossaire.

Une valeur typique pour le biais d’un capteur de vitesse est de 3 °/s maximum. Ainsi, si aucun étalonnage n’est effectué, l’erreur angulaire due au biais s’accumulera à une vitesse maximum de 3 ° pour chaque seconde de mouvement. Toutefois, ce résultat peut être facilement amélioré si le système hôte a la possibilité de soustraire le décalage de polarisation avant le début de la mesure. Après le démarrage et à température constante, la variation du biais pourrait être inférieure à 0,05 °/s par 5s. En soustrayant ce biais initial (3 °/s) et en effectuant la même intégration, on obtient une erreur d’angle qui s’accroît de 0,125 ° par 5 secondes de mouvement.

Où sont fabriqués les gyroscopes ?

Nos gyroscopes sont fabriqués au Japon ou au Royaume-Uni. Au Japon, ils sont fabriqués chez Silicon Sensing Products, qui est situé à la même adresse que Silicon Sensing Systems Japan, dans le complexe Sumitomo Precision Products. Au Royaume-Uni, ils sont fabriqués dans notre usine de Plymouth, dans le Devon.

Qu'est-ce qui différencie les produits de Silicon Sensing de vos concurrents ?

Nos capteurs ont une très faible dérive du biais en fonction du temps et de la température, sont très répétables (ce qui permet une compensation thermique pour obtenir des performances élevées), sont pratiquement imperméables aux chocs et aux vibrations, et leur gamme de températures de fonctionnement est très large. Ces performances sont obtenues grâce à l’utilisation d’un anneau MEMS en silicium vibrant et équilibré comme élément de détection, contrairement aux capteurs à peigne vibrant ou à diapason moins coûteux et non équilibrés.

Les capteurs CRS comprennent un double circuit de contrôle en boucle fermée pour maintenir l’amplitude et la fréquence, alors que d’autres sont en boucle ouverte. Cette spécification peut manifestement entraîner des coûts supplémentaires. Il se peut que vous n’ayez pas besoin de toutes ces performances, auquel cas vous pouvez penser que nous sommes chers. Cependant, de nombreux clients sont passés de nos concurrents à nos capteurs, parce qu’ils peuvent offrir une plus grande valeur : le coût de fabrication du produit hôte peut augmenter en raison d’un faible rendement, le coût des gyroscopes de contrôle, et dans des cas extrêmes, les défaillances sur le terrain de gyroscopes bon marché ont augmenté les coûts de garantie, et ont nui aux ventes en créant une mauvaise image de leur produit. Il faut considérer l’ensemble des besoins et des coûts pour juger si, à long terme, notre gyroscope s’avère plus coûteux.

Plusieurs gyroscopes peuvent-ils partager un bus SPI commun ?

Si le gyroscope possède une sortie SPI, la réponse est oui. C’est l’une des caractéristiques d’un bus SPI. Les broches « Slave Select » (SS) sont utilisées pour sélectionner chaque appareil individuel.

Vos gyroscopes sont-ils réparables ?

En général, la réponse est non. Ils ont été conçus pour des applications à haut volume avec un rapport performance/coût supérieur. Il n’est donc pas rentable d’envisager la réparation d’un appareil endommagé.

Les gyroscopes peuvent-ils être utilisés pour stabiliser un appareil photo ?

Oui, en effet, nos gyroscopes ont été utilisés par un certain nombre de nos clients pour de telles applications. Le faible niveau de bruit associé à une grande résistance aux chocs et aux vibrations en font un choix idéal. Les gyroscopes mesurent la vitesse angulaire et fournissent une sortie proportionnelle au mouvement angulaire de la caméra. Ce signal peut être utilisé pour piloter des servomoteurs afin de maintenir la caméra dans la direction souhaitée ou de maintenir la vitesse angulaire souhaitée, en éliminant les perturbations indésirables. . Le signal peut également être appliqué au signal vidéo ou à l’image pour déplacer le signal, compensant ainsi les perturbations indésirables dans le processus.

Lors de l'utilisation d'un gyroscope à structure vibrante d'un autre fournisseur, nous avons dû utiliser un filtre passe-bas pour éliminer la fréquence de résonance du capteur et les harmoniques de la sortie. Est-ce nécessaire avec vos gyroscopes ?

Non. Si vous utilisez la sortie analogique d’un gyroscope, nous vous recommandons d’utiliser un filtre anti-repliement sur le chemin du signal vers le convertisseur analogique-numérique (ADC), afin de réduire le repliement du bruit sur les fréquences dans la bande.

Pinpoint
PinPoint® utilise-t-il un aimant ?

Non, PinPoint® utilise des transducteurs piézoélectriques. Il n’est donc pas sensible aux champs magnétiques et ne produit pas de champ magnétique.

Si l'on branche deux PinPoint® à partir d'une seule source d'alimentation, vont-ils interférer l'un avec l'autre ?

En raison du très faible courant utilisé par PinPoint®, il est très peu probable que des interférences se produisent par le biais de l’alimentation électrique. Toutefois, nous recommandons l’utilisation de « points en étoile » et de bonnes politiques de suivi afin d’obtenir une isolation optimale.

PinPoint® est-il sensible aux champs magnétiques ?

Non, les transducteurs de PinPoint® ne sont pas sensibles aux champs magnétiques. Non, les transducteurs de PinPoint® ne sont pas sensibles aux champs magnétiques.

PinPoint® est-il sensible à la gravité ou à l'accélération linéaire ?

Nous spécifions la sensibilité à la gravité et à l’accélération linéaire, mais dans la mesure où PinPoint® utilise un anneau équilibré comme structure vibrante, il est très résistant à la gravité, à l’accélération linéaire et aux vibrations.

Que se passe-t-il en cas de dépassement de la portée de PinPoint® ?

Il fournit en mode de sortie analogique une sortie de mesure de débit potentiellement utile au-dessus de la gamme de débit « maximale » prédéfinie, mais les performances (c’est-à-dire la linéarité) ne sont pas garanties.

La polarisation zéro nominale est de ½Vdd ; 1,65 V. La gamme de vitesse maximale spécifiée est mise à l’échelle pour se produire à ± 1,0 V de la polarisation nominale du zéro. Le facteur d’échelle reste linéaire jusqu’à au moins 10 % au-delà de la limite « spécifiée » de ± 1,0 V (c’est-à-dire ±300 º/s) pour tenir compte des tolérances, et au-delà de cette gamme linéaire, la sortie n’est pas garantie linéaire et sature lorsqu’elle se trouve à environ 100m V en dessous du rail d’alimentation. Ainsi, un gyroscope PinPoint® configuré pour une gamme de vitesse « maximale » de ±300 º/s mesurera en réalité jusqu’à ± 465 º/s [(1 650 m V – 1 000 mV – 100 mV) ÷ 3,3 mV/º/s = 165 º/s]

Pouvez-vous expliquer le système d'échantillonnage interne utilisé par PinPoint®, en précisant la résolution, la vitesse d'échantillonnage et le calcul de la moyenne ?

L’ADC interne est doté d’une architecture de registre d’approximation successive (SAR).

PinPoint® peut-il être configuré différemment selon les applications ?

La réponse est simple : « oui ». Pour répondre plus précisément à la question, nous devons examiner les deux modes de sortie du PinPoint® : analogique et numérique.

Sortie analogique :
il existe deux méthodes possibles pour améliorer la résolution et la précision de la sortie : (i) le suréchantillonnage et (ii) la commutation de la gamme de mesure.

(i) Suréchantillonnage : supposons que vous numérisiez la sortie à 1 000 Hz (c’est-à-dire toutes les 1 ms) et que vous la convertissiez via un convertisseur analogique-numérique (ADC) de 10 bits. . Le suréchantillonnage, par exemple à 4 000 Hz (c’est-à-dire toutes les 250 µs), et
le calcul de la moyenne des quatre mesures améliorent la précision de la sortie car ils filtrent le bruit du gyroscope. Cela améliore la précision, mais pas la résolution.

(ii) Changement de gamme de mesure : avec PinPoint®, il est possible de changer la gamme de mesure de, disons 300 º/s à 75 º/s, ce qui aura pour effet de multiplier par quatre la résolution. Pour ce faire, vous devez avoir la possibilité de « parler » au gyroscope par l’intermédiaire de l’interface SPI. L’interface SPI permet de modifier le facteur d’échelle de la sortie analogique. Il est nécessaire de « réinitialiser » le gyroscope, c’est-à-dire de l’éteindre et de le rallumer. Cela peut prendre
jusqu’à 0,3 seconde. Bien que cette opération n’ait pas d’effet négatif sur le fonctionnement ou les performances du gyroscope, elle doit être prise en compte lors de la conception du système d’application.

Sortie numérique :
dans le cas du mode de sortie numérique, l’option de suréchantillonnage est redondante. Grâce à l’interface SPI, la gamme de vitesse peut être commutée entre l’une des six valeurs prédéterminées : 75º/s, 150 º/s, 300 º/s ou 900 º/s. Cela n’implique pas une réinitialisation du gyroscope comme décrit ci-dessus pour le mode de sortie analogique, et il n’y a donc pas de perte de signal.

Quelle est la gamme de vitesse maximale pour PinPoint® ?

Quelle est la gamme de vitesse maximale pour PinPoint® ? Dans sa configuration actuelle, PinPoint® est spécifié pour fournir des performances complètes jusqu’à º/s à partir des canaux de sortie analogique et numérique, mais il est en fait capable de mesurer au-delà.

La sortie du gyroscope, en mode de sortie analogique, est bloquée à 1 250 º/s et ne devrait pas saturer ou s’inverser en dessous de ce niveau de vitesse d’entrée. Le mode de sortie numérique est écrêté à 1 024 °/s.

Quelle résolution CAN est utilisée dans PinPoint® ?

PinPoint® est par nature un capteur analogique qui fournit une sortie numérique en option. L’ASIC possède un CAN interne de 10 bits, mais avec le suréchantillonnage, il s’agit en fait d’un CAN (convertisseurs analogique-numérique) de 12 bits. Ceci est expliqué plus loin.

Le CAN interne a une résolution de 10 bits et une gamme complète de +/- 1,024 V. . Si, pour les besoins de l’explication, nous considérons uniquement la gamme de mesure dynamique de +/- 300 °/s, la fiche technique (CRMnnn-00-0100-132) définit le facteur d’échelle analogique comme étant de 3mV/°s. Le CAN 10 bits a donc une gamme complète de +/-341,333 °/s [c’est-à-dire 1,024 V ÷
3 mV/°/s].

En interne, l’ASIC du gyroscope PinPoint® échantillonne à la fréquence de résonance du capteur annulaire MEMS en silicium, qui est d’environ 22 kHz. Il calcule en permanence le total des 16 derniers échantillons, qui est un nombre de 14 bits. Sur le front descendant du SPI_CLK, le nombre de 14 bits est étendu en signe à un nombre de 16 bits et transmis à l’hôte. Si le bit 16 est à ‘1’, le signe est -ve, s’il est à ‘0’, le signe est +ve. Le bit 15 n’est pas utilisé.

Le facteur d’échelle numérique pour une gamme dynamique de +/- 300 °/s est de 24 bits/°/s, soit 1/24 °/s par lsb. La gamme du CAN est de +/-341,333 °/s (voir ci-dessus). Cela implique un CAN de 14 bits [soit 682,666 °/s ÷ 1/24 °/s = 16 384 = 214].

Cela implique un CAN de 14 bits [soit 682,666 °/s ÷ 1/24 °/s = 16 384 = 214]. Toutefois, cette amélioration n’est possible qu’en raison du bruit inhérent au signal du capteur. L’on sait que la résolution effective d’un CAN peut être améliorée par l’ajout de bruit et le suréchantillonnage. La résolution apparente du CAN s’améliore d’un bit pour chaque doublement de la fréquence d’échantillonnage. Cependant, la résolution effective ne s’améliore que par la racine carrée de l’augmentation de la fréquence d’échantillonnage (le bruit supplémentaire s’atténue par la racine carrée du suréchantillonnage).

Ainsi, bien que le suréchantillonnage 16 fois ait donné une augmentation apparente de la résolution de 4 bits, l’augmentation effective de la résolution est en fait de 2 bits. C’est pour cette raison que le CAN du PinPoint® est décrit comme étant « un CAN à 12 bits ».

Pouvez-vous m'en dire plus sur le capteur de température utilisé dans PinPoint® ?

Le capteur de température est un bloc fonctionnel sur l’ASIC à l’intérieur du gyroscope. Il est utilisé pour effectuer la compensation thermique interne du gyroscope. Il est fourni en tant que sortie dans le message numérique SPI et peut donc être utilisé par le système pour la compensation thermique globale. Elle n’est pas disponible sur la sortie analogique.

Pouvez-vous me dire quelle est la tension maximale de Vref_cap, afin que je puisse sélectionner un condensateur ?

Vref est généré pour fournir une tension qui suit la moitié de la tension d’alimentation, c’est-à-dire Vdd/2. Vref est utilisé en interne par PinPoint® et il est donc important qu’il maintienne sa stabilité et ne soit pas perturbé de quelque manière que ce soit. Etant donné que la tension maximale recommandée pour Vdd est de 3,6 V, il est peu probable que la tension sur Vref_cap dépasse 1,8 V. En ce qui concerne le condensateur, nous recommandons une valeur de 100 nF évaluée à 10 V et il devrait être du type céramique X7R, monté près de la broche Vref_cap. La piste entre le condensateur et la broche Vref_cap ne doit pas passer par un via du circuit imprimé. La tension nominale minimale du condensateur doit être de 6 V, mais pour réduire les contraintes sur le condensateur et augmenter la fiabilité, nous recommandons une tension nominale de 10 V. En résumé, nous recommandons que le Vref_cap soit : 100nF, MLCC X7R, boîtier SMT monté près de la broche Vref_cap, d’une tension nominale de 10 V et évitant l’utilisation de vias.

Est-il conseillé d'utiliser la sortie analogique ou numérique du gyroscope PinPoint® ?

PinPoint® est avant tout un gyroscope analogique. Un bloc numérique est utilisé pour numériser le signal analogique et le transmettre dans un flux de données numériques, sur le bus SPI. Le CAN utilisé dans le Pinpoint est effectivement un dispositif de 10 bits et avec le suréchantillonnage, la résolution devient effectivement de 14 bits, mais la précision est typiquement de 12 bits. En général, la sortie analogique offre des performances légèrement supérieures.

Si l’utilisateur a besoin d’un signal analogique, il est recommandé d’utiliser la sortie analogique.

Si l’utilisateur a l’intention de traiter les données numériquement, il est recommandé d’utiliser l’interface SPI. Si des performances plus élevées sont requises, il est recommandé d’utiliser un système CAN de plus grande précision, où les performances peuvent être améliorées avec des vitesse d’échantillonnage élevés et un filtrage numérique.

Quels sont les composants supplémentaires nécessaires au fonctionnement du gyroscope ?

Pour PinPoint®, quatre condensateurs supplémentaires sont nécessaires pour un fonctionnement correct.

Puis-je utiliser le Vref_cap comme référence de tension pour mon système ?

Oui. C’est possible. Cependant, il est important que le signal Vref reste stable et ne soit pas perturbé de quelque manière que ce soit. Nous vous conseillons de tamponner le signal Vref_cap de manière adéquate à l’aide d’un suiveur de tension à très haute impédance.

Plusieurs PinPoints® peuvent-ils partager un bus SPI commun ?

Oui. C’est l’une des caractéristiques d’un bus SPI. Les broches « Slave Select » (SS) sont utilisées pour sélectionner chaque appareil individuel.

Quelle est la résolution du PinPoint® ?

Si la sortie numérique est utilisée, la résolution est prise comme le bit le moins significatif des données dans le message. Cette résolution dépend de la gamme de vitesse pour laquelle le gyroscope a été configuré. La fiche technique fournit le facteur d’échelle en termes de lsbs/°/s. L’inverse de ce nombre donne la pondération de la lsb, ou la résolution numérique.

Si la sortie analogique est utilisée, la meilleure résolution réalisable peut être considérée comme la partie inférieure du tracé de la variance d’Allan, c’est-à-dire l’instabilité du biais pour le dispositif. Une autre définition de la résolution analogique est la différence minimale observable à la sortie pour une modification de l’entrée. Elle renvoie au bruit et est normalement considérée comme le signal d’entrée qui provoquera la sortie supérieure à la sortie du bruit.

PinPoint® est-il réparable ?

Non. Il a été conçu pour des applications à haut volume avec un rapport performance/coût supérieur. Il n’est donc pas rentable d’envisager la réparation d’un appareil endommagé.

Puis-je modifier la gamme dynamique du gyroscope PinPoint® « à la volée » ?

Q : je vois qu’il est possible de modifier la gamme dynamique du gyroscope PinPoint®. Cela peut-il se faire « à la volée », en d’autres termes, lorsque notre application nécessite une gamme de vitesse inférieure et une résolution plus élevée, pouvons-nous « passer » à une gamme de vitesse inférieure et obtiendrons-nous une résolution plus élevée ?

R : la réponse est simple : « oui ». Pour répondre plus précisément à la question, nous devons examiner les deux modes de sortie du PinPoint® : analogique et numérique.

Sortie analogique :

Il existe deux méthodes possibles pour améliorer la résolution et la précision de la sortie : (i) le suréchantillonnage et (ii) la commutation de la gamme de mesure.
(i) Suréchantillonnage : supposons que vous numérisiez la sortie à 1 000 Hz (c’est-à-dire toutes les 1 ms) et que vous la convertissiez via un convertisseur analogique-numérique (ADC) de 10 bits. Le suréchantillonnage, par exemple à 4 000 Hz (c’est-à-dire toutes les 250 µs), et le calcul de la moyenne des quatre mesures améliorent la précision de la sortie car ils filtrent le bruit du gyroscope. Cette méthode permet d’améliorer la précision, mais pas la résolution.

(ii) Changement de gamme de mesure : avec PinPoint®, il est possible de passer d’une gamme de mesure de 300 º/s à 75 ºs, par exemple, ce qui a pour effet de quadrupler la résolution. Pour ce faire, vous devez avoir la possibilité de « parler » au gyroscope par l’intermédiaire de l’interface SPI. L’interface SPI permet de modifier le facteur d’échelle de la sortie analogique. L’interface SPI permet de modifier le facteur d’échelle de la sortie analogique. Il est nécessaire de « réinitialiser » le gyroscope, c’est-à-dire de l’éteindre et de le rallumer, ce qui peut prendre jusqu’à 0,3 seconde. Bien que cette opération n’ait pas d’effet négatif sur le fonctionnement ou les performances du gyroscope, elle doit être prise en compte lors de la conception du système d’application.

Sortie numérique :

Dans le cas du mode de sortie numérique, l’option de suréchantillonnage est redondante.

Grâce à l’interface SPI, la gamme de vitesse peut être commutée entre l’une des quatre valeurs prédéterminées : 75º/s, 150 º/s, 300 º/s ou 900 º/s. Cela n’implique pas une réinitialisation du gyroscope comme décrit ci-dessus pour le mode de sortie analogique, et il n’y a donc pas de perte de signal.

Les gyroscopes peuvent-ils être programmés par notre système hôte lors de l'installation pour régler les gammes de vitesse en fonction de l'application ?

Oui, cela est possible et permet à l’utilisateur de configurer le gyroscope en fonction de son orientation dans l’application.

Sortie analogique : si la sortie de vitesse analogique est utilisée, l’interface numérique SPI permet au système hôte de définir la gamme de mesure analogique.
Sortie numérique : le système hôte peut définir la gamme de mesure requise.

Dois-je séparer DATA_IN ou DCLK, pour éviter que le CRM100 ne reçoive des commandes non désirées ?

Q : nous avons un autre capteur sur le même SPI (avec une sélection d’esclave différente, /SS). Je suis conscient qu’il faut séparer DATA_OUT par une porte pour obtenir un Z élevé si l’appareil est désélectionné. Je suis conscient qu’il faut séparer DATA_OUT par une porte pour obtenir un Z élevé si l’appareil est désélectionné.

R : Il n’est pas nécessaire de séparer DATA_IN et DCLK. Le PinPoint® ne répondra aux commandes que si la ligne d’entrée /SS est mise à l’état bas.

Nous avons remarqué que si le gyroscope subit une surcharge ou un choc, la somme de contrôle est incorrecte. De plus, si nous commandons un test intégré (CBIT), la somme de contrôle peut également être incorrecte. Pouvez-vous expliquer pourquoi cela se produit ? Pouvez-vous expliquer pourquoi cela se produit ?

La somme de contrôle est calculée avant que les registres SPI ne soient chargés. Dans ce cas, les octets de données sont stockés et leurs mises à jour sont bloquées. La somme de contrôle est alors calculée sur l’octet d’état et ces 4 octets de données. L’octet d’état peut toutefois continuer à être mis à jour pendant une courte période après le calcul de la somme de contrôle. Par conséquent, lorsque l’octet d’état, les 4 octets de données et la somme de contrôle sont chargés dans le registre SPI, il est possible que la somme de contrôle soit incorrecte. Il est donc conseillé, si une erreur de somme de contrôle est détectée, de continuer à interroger l’octet d’état pour connaître l’état, par exemple BIT Fault.

Comment puis-je régler le CRM102.1/CRM202.1 sur sa gamme maximale (2700 deg/s) ?

La gamme de mesure du CRM102.1/CRM202.1 est trois fois supérieure à celle du CRM100/CRM200. La confusion vient du fait que les fiches techniques des CRM102.1 et CRM202.1 ne documentent que la sélection de la gamme 900 deg/s (la deuxième gamme la plus élevée, équivalente à 300 deg/s sur les CRM100/CRM200). Cependant, comme indiqué sur la page web, les gyroscopes CRM102.1/CRM202.1 sont capables de détecter jusqu’à 2700 deg/s. Pour ce faire, la sélection de la gamme de vitesse doit être réglée sur la gamme de vitesse la plus élevée pour l’appareil. En comparant leurs fiches techniques avec celles des CRM100/CRM200, la méthode pour y parvenir peut être déduite. Pour résumer, il faut régler les bits 4 et 3 (RR1 et RR0) du message de commande sur « 00 » en mode numérique. En mode analogique, mettez les broches SEL0 et SEL1 à la masse.

CRS39
Pourquoi le CRS39 / CRS39A a-t-il trois sorties de capteur de température ?

Le CRS39 a été conçu pour être utilisé dans les sondages où la température n’est probablement pas très stable. Comme les capteurs MEMS peuvent être très sensibles aux changements de température, à la rampe de température et aux changements dans la rampe de température, les mesures de température sont essentielles pour une performance optimale. Trois capteurs de température ont donc été intégrés au CRS39 pour permettre de surveiller les gradients de température à travers le CRS39 et de suivre les changements de l’environnement thermique. Grâce à ces capteurs, il est possible de compenser la dépendance à l’égard de la température, de la rampe de température, du gradient de température à travers le dispositif et des modifications de la rampe de température. Le processus de compensation réel dépendra du montage du CRS39 ainsi que de l’environnement auquel l’appareil est soumis.

À quoi servent les sorties FRQ et TMP sur les capteurs CRS39, CRS09 et CRH03 ?

Fondamentalement, nos gyroscopes utilisent un anneau en silicium (MEMS) qui est configuré et contrôlé pour vibrer avec précision. Lorsque le gyroscope est mis en rotation, le modèle de résonance change ; la façon dont il change est proportionnelle à la vitesse de rotation appliquée au gyroscope. L’électronique entourant l’anneau contrôle la résonance de l’anneau et détecte le mouvement de l’anneau.

Lorsque le gyroscope est soumis à des changements de température, le biais et le facteur d’échelle du gyroscope peuvent changer.

Nous fournissons donc deux sorties qui peuvent être utilisées pour détecter le changement de température.

Un capteur de température est inclus pour détecter la température de l’électronique à l’intérieur du gyroscope.

La fréquence de résonance de l’anneau est également détectée et émise sous forme de signal numérique. La fréquence de l’anneau est proportionnelle à sa température. La fréquence de l’anneau est proportionnelle à sa température. La fréquence de l’anneau est proportionnelle à sa température. La fréquence de l’anneau est proportionnelle à sa température. La fréquence de l’anneau est nominalement de 14 KHz, le signal FRQ étant deux fois cette fréquence, c’est-à-dire nominalement de 28 KHz. La fréquence change avec la température à -0,76 Hz/degC.

Lorsque le gyroscope est soumis à un changement de température, il est possible de mesurer les erreurs (biais et facteur d’échelle) du gyroscope par rapport à la sortie de fréquence et à la sortie du capteur de température. Il est possible de compenser ces erreurs en soustrayant l’erreur dérivée de la sortie du gyroscope à l’aide de tables de recherche ou de polynômes ajustés à ces erreurs.

Les capteurs de température seront plus sensibles aux changements de température de l’environnement que la fréquence, car le chemin thermique vers l’anneau MEMS est plus long. De même, dans un environnement hautement dynamique (angulaire) où l’anneau sera chauffé par l’action d’annulation de la boucle secondaire, la fréquence de sortie sera plus réactive. Dans un environnement relativement stable, où la température de l’ensemble du gyroscope est stable, les deux méthodes sont équivalentes.

Pouvez-vous fournir plus d'informations sur la sortie FRQ de CRS09, CRS39 et CRH03 ?

D’une manière générale, la méthode la plus simple de compensation de la température consiste à utiliser dans un premier temps le capteur de température embarqué. Cela peut être considéré comme la correction primaire (approximative) de l’erreur thermique. La fréquence de l’anneau (FRQ), qui est une mesure de la température de l’anneau, permet d’affiner encore la compensation thermique.

Dans des conditions normales de fonctionnement à température ambiante (+25 degC), le signal FRQ se situe entre 27,4 kHz et 28,6 kHz. L’anneau devient plus « rigide » à mesure que la température baisse et la fréquence augmente donc, et vice versa. Le coefficient de température de l’anneau est compris entre -0,82 et -0,70 Hz/degC (nominalement -0,76 Hz/degC). Ainsi, si la valeur de FRQ chute de, disons, 7,6 Hz, on peut supposer que la température de l’anneau a augmenté de 10 degrés Celsius pour atteindre +35 degrés Celsius [-7,6 / -0,76 = +10 degrés Celsius]. L’anneau de silicium repose sur un substrat de verre entouré d’un gaz inerte à l’intérieur d’une boîte métallique scellée. Il est donc assez bien isolé et il y a donc un décalage entre un changement de la température ambiante et la température (et partant la fréquence) de l’anneau. Le capteur de température sur la carte réagit plus rapidement aux fluctuations de la température ambiante.

Existe-t-il des résonances liées à la conception du CRS39 ?

CRS39 a été conçu pour être utilisé dans des applications de sondage en fond de trou avec un diamètre de 1 pouce, d’où le facteur de forme inhabituel, et a donc une forme caractéristique fine mais longue. La disposition des montants en laiton du CRS39 signifie qu’il est possible que le mode de résonance des circuits imprimés soit excité lorsqu’ils sont utilisés dans un environnement vibrant.

Par conséquent, il est conseillé de monter le CRS39-01 de manière à ce que la carte de circuit imprimé inférieure soit solidement fixée. Pour ce faire, il convient de monter l’appareil comme il a été conçu, c’est-à-dire dans un tube d’un pouce de diamètre, la carte de circuit imprimé inférieure étant située à l’intérieur de la paroi du tube et contrainte par celle-ci.

Un mode de résonance similaire existe sur le CRS39-02 (variante emballée). Il est donc conseillé de ne pas soumettre le CRS39-02 à un environnement vibratoire dépassant 1,8 KHz.

Comment puis-je optimiser le CRS39 pour la recherche du Nord ?

L’échantillonnage et le calcul de la moyenne des données de vitesse du gyroscope, guidés par l’analyse de la variance d’Allan, sont essentiels pour tirer le meilleur parti du CRS39 et pour permettre au signal de vitesse de la terre d’être extrait du bruit.

Les deux schémas d’échantillonnage que nous recommandons sont les suivants :

(a) Dans nos chambres d’essai, nous utilisons une carte National Instruments 16 bits (registre d’approximation successive ADC). Nous échantillonnons le CRS39-03 de manière totalement différentielle (vitesse et réf), à 10 KHz, sans aucun filtre anti-repliement. Nous calculons ensuite la moyenne de chaque série de 10 échantillons pour produire des données à 1 KHz. Ces données sont ensuite analysées pour déterminer la présence d’AV et de bruit.
(b) Dans nos IMU, nous utilisons des ADC sigma delta de 24 bits, émettant des données échantillonnées à 10 kHz. L’échantillonnage réel au niveau du capteur est d’environ 192 kHz. Là encore, le CRS39-03 est échantillonné de manière différentielle (vitesse et réf). Nous faisons la moyenne de tous les 10 échantillons pour produire un ensemble de données à 1 KHz.

L’analyse des données résultantes à l’aide des techniques de variance d’Allan déterminera le temps de moyennage optimal. Cependant, le temps de moyennage optimal peut être plus long que ce que l’utilisateur peut accepter, et nous avons généralement utilisé un moyennage de 15 secondes pour chaque mesure de point de compas (séparation de 90 degrés).

La réduction des variations de température au cours du cycle de mesure améliorera la précision, soit par un blindage thermique, soit par la mise en place d’une masse thermique. Des progrès peuvent également être réalisés en enfermant complètement le gyroscope dans un boîtier métallique, afin de minimiser les effets de champ ou de « détecteur de métal ».

Une compensation de température est recommandée (elle peut être linéaire ou de troisième ordre en fonction des conditions réelles rencontrées par le gyroscope) : la gamme de température, la vitesse de variation de la température, ainsi que les vitesses réelles appliqués et la température.

Le calcul de la moyenne des mesures prises à des positions d’index de 180 degrés l’une par rapport à l’autre peut permettre d’extraire le biais réel du gyroscope écartant la vitesse de terre. Il est aussi possible d’ajuster la température en comparant les changements entre les mesures à la même position d’index en fonction du biais et de la température.

CMS Combi-Sensor
Dois-je faire quelque chose de spécial pour limiter le désalignement des capteurs combinés CMS lors de leur montage sur un circuit imprimé ?

L’utilisateur des capteurs combinés Orion™ sera intéressé par les désalignements des accéléromètres et du gyroscope par rapport à des points de référence théoriques sur le circuit imprimé.
La fiche technique du CMS300 indique un désalignement potentiel de 1,5 % par rapport au boîtier. Le montage du CMS300 est simple et il n’est pas nécessaire de tenir compte de l’imprécision du montage

Le montage du CMS390 est plus difficile. Le boîtier est très haut par rapport à sa largeur et la face de montage n’est pas complètement plate. La fiche technique inclut une marge supplémentaire pour le manque de planéité de cette face de montage, et avec un soin raisonnable dans le placement, la limite de 3 % de la fiche technique devrait être atteinte. Si une précision supplémentaire est requise, l’utilisation de montages spéciaux ou de gabarits peut améliorer la perpendicularité du boîtier et donc réduire le désalignement du capteur par rapport à la carte de circuit imprimé.
Si le système dispose d’une capacité de traitement, les erreurs résiduelles de désalignement peuvent être corrigées par le processeur.

DMU11
Je n'arrive pas à recevoir les données du DMU11

Le message de sortie du DMU11 est émis sur une interface série RS422 à 460 800 bauds en utilisant un protocole de non-retour à zéro. . Le pilote RS422 de la DMU11 ne comprend pas de résistance de terminaison de 120 ohms qui est normalement associée à l’interface RS422. Par conséquent, si l’utilisateur ne veut pas utiliser la fonction de réception du DMU11 (RX Lo et Rx Hi), une résistance de terminaison de 120 ohms doit être insérée entre les broches 3 et 4 du connecteur. Les broches 3 et 4 ne doivent pas être laissées sans terminaison car le bruit reçu sur les broches 3 ou 4 pourrait entraîner l’arrêt de la transmission des données sur les lignes d’émission du DMU11. La résistance de terminaison doit être placée le plus près possible du connecteur.

DMU41
Veuillez expliquer les sorties Delta Theta et Delta Velocity du DMU41.

Les données inertielles de base fournies par le DMU41 comprennent la vitesse angulaire (deg/s) et l’accélération (g). Les sorties Delta Theta et Delta Velocity peuvent être considérées comme une remise à l’échelle de ces données de base. La fourniture et l’utilisation de ces valeurs est une norme du secteur à laquelle beaucoup de nos clients s’attendent et qu’ils utilisent.

Le Delta Thêta est exprimé en degrés et représente les degrés de rotation sur la durée d’échantillonnage de 5,0 ms (ou 1/200 e de seconde). Par exemple, si l’axe de l’IMU tourne à 200 deg/s, le Delta Theta sera de 1 deg. Lorsque l’axe de l’IMU tourne à 200 degrés par seconde, par exemple, le Delta Theta est de 1 degré.

De même, le Delta Velocity est une remise à l’échelle de g en m/s, représentant le changement de vitesse sur les mêmes 5 ms. La sortie en m/s est égale à l’accélération en g multipliée par 0,04903325 (diviser par 200 et multiplier par 9,80665, ce dernier étant une mesure universelle de g).

Quelle est la résolution des données des capteurs à l'intérieur de DMU41?

Des convertisseurs analogiques-numériques sigma delta de 24 bits sont utilisés dans le DMU41. La compensation est effectuée à l’aide de mathématiques à virgule flottante de simple précision. Le message de sortie du DMU41 est également émis sous forme de nombres à virgule flottante de simple précision. La résolution mathématique est donc très faible.

Concrètement, le changement minimum résoluble est dominé par le bruit du capteur. Avec le calcul de la moyenne, il est possible d’améliorer la résolution jusqu’à ce que le changement minimum résoluble soit dicté par l’instabilité du biais dérivé des tracés de l’écart d’Allan. Pour les canaux gyroscopiques, cette valeur est inférieure à 0,1 degré/heure et pour les accéléromètres, elle est d’environ 10 μg.

CONTACT US

ANY MORE QUESTIONS?
DON’T HESITATE TO GET IN CONTACT.

Get in contact

Get advice or a quote from the team

Besoin d'aide ou de conseils