よくある質問 (FAQ)

よくある質問 (FAQ)

よくある質問 (FAQ)

. 以下は、顧客から寄せられた質問と回答のリストであり、エンジニアリング設計で Silicon Sensing 製品を使用している他の人にとって役立つ可能性があります。 ご不明な点がございましたら、販売代理店に ご連絡いただくか、こちら をクリック して当社まで直接お問い合わせください。

全般に関するご質問
Silicon Sensingのジャイロセンサはどうして衝撃や振動に強いのか?

当社のジャイロセンサは、振動構造として、周辺を脚部によって支持されるリング形状を用いております。 この構造により、センサはバランスと対称性が保たれ、特に音叉のようなバランスの取れていない構造で、撃や振動によって発生する望ましくない動きを抑制することができます。 クリアランスが大きいため、通常動作においてリングがたわみ、他のコンポーネントに影響を与えることはありません。

データシートや仕様書に記載されている用語はどういう意味ですか?

各パラメータまたは用語の説明については「用語集」セクションをご参照ください。 ご不明点や詳細な説明が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

「レシオメトリック出力」とはどういう意味ですか。

レシオメトリック出力とは、ジャイロセンサの出力が電源電圧に比例することを意味します。

ジャイロセンサは任意の高度で設置可能ですか?

ジャイロセンサは固定点を参照することなく空間内での角速度を測定し、全感度軸の角速度を感知します。 また、ジャイロセンサは重力に対して非常に低感度です。

ジャイロセンサは重力または直線加速度の影響を受けやすいですか?

当社では、重力と直線加速度に対する感度を仕様として定めていますが、当社のジャイロセンサはバランスのとれたリングを振動構造に採用しているため、重力、直線加速度、振動に対して非常に高い耐性を有しています。

ジャイロセンサの分解能はどの程度ですか?

センサ「分解能」という言葉は、アプリケーションや使用目的によって異なる意味を持ちます。

ジャイロセンサがデジタル出力を持つ場合、分解能はメッセージデータの最小有効ビットとみなされます。 この分解能は、ジャイロセンサが設定されているレート範囲に依存します。 データシートには、lsb/°/s単位のスケールファクタが記載されています。 。この数値の逆数は、lsbの重み、すなわちデジタル分解能を示します。 分解能は、オーバーサンプリング手法を用いることで向上させることが可能です。 これらの手法は通常、非常に高いレートで出力をサンプリングし、平均化することで分解能を向上させます。

アナログ出力を使用する場合、達成可能な最良の分解能は、アラン分散プロットの最下部、つまりバイアスインスタビリティと見なすことができます。 アナログ分解能とは、また、入力の変化に対して出力で観察できる最も小さい観察可能な差です。 これはノイズに関連しており、通常は入力信号として解釈されますので、出力はノイズ出力よりも大きくなります。

電源の選定にあたり、特別な注意を払うべき点はありますか?

当社のジャイロセンサ内の振動構造は、ジャイロセンサに応じて約14 KHzまたは22 KHzで共振します。 この周波数近傍の電源ノイズ、またはこの周波数の高調波は信号に結合し、付加的なノイズを発生させる可能性があります。 スイッチング電源から生成される信号など、これらの周波数近傍に周期的な信号が存在する場合、ジャイロセンサ出力にビートと呼ばれる現象が観察される場合があります。

「Non-Linearity」と「Linearity Error」とは何を指しますか?

各パラメータ及び用語の詳細については「用語集」セクションをご覧ください。

ジャイロセンサの出力から移動角度を計算するにはどうすればよいですか?

ジャイロセンサは回転速度に比例する出力を算出するため、角度の測定値を算出するには時間積分が必要です。 積分における誤差項は、センサのスケールファクタ (SF) とバイアス (B) の誤差です。 センサからの電圧(V) 出力の場合、角度は次のように計算されます。

T0no-break space – U+00A0 から T までの積分 [ ( V (SF +SF ERROR) + B) ]dt、

SF誤差が一定であり、経時的な平均角度位置がゼロになる場合(例えば振動系で)、誤差は測定期間における合計バイアスの積分となります。

センサのバイアスエラーの一般的な仕様は最大3°/秒であるため、調整されない場合、バイアスによる角度誤差は1秒ごとに最大3°の速度で蓄積されます。

しかし、ホストシステムが測定開始前にバイアスオフセットを減算できる機能を持っていれば、この問題は容易に改善可能です。 起動後、温度が一定であれば、バイアス変動は5秒あたり0.05°/秒未満になる可能性があります。 その初期バイアス(3°/秒)を減算して同様の積分を行うと、5秒ごとに0.125°ずつ角度誤差が蓄積される結果になります。

このジャイロセンサが耐えうる最高温度は何度ですか?

当社では、製品の動作温度範囲における性能を仕様として定めています。 デバイスは通常、この範囲外でも動作しますが、そこでの機能や性能は保証されません。 デバイスが電源供給されていない場合は、短期間であればより高い温度にさらされても問題ありません。 130°Cに達すると、デバイス内部でガラス転移変化が生じ、デバイスが冷却されると再び形状は戻りますが、デバイスの特性が変わる可能性は高いです。 したがって、デバイスを130°Cに近い温度にさらさないことが重要です。

取得した角速度データから角度位置を計算するにはどうすればよいですか?

角速度センサは回転速度に比例する出力を算出するため、角度の測定値を算出するには時間積分が必要です。 積分における誤差項は、センサのスケールファクタ、ノイズ、バイアスの誤差です。 SF誤差が一定であり、経時的な時間を通じて平均角度位置がゼロになる場合(例えば振動系で)、誤差は測定期間におけるバイアス、ノイズ、線形の積分となります。 ファクタノイズの影響については、用語集の「アングルランダムウォーク」を参照ください。

センサのバイアスエラーの一般的な仕様は最大3°/秒であるため、調整されない場合、バイアスによる角度誤差は1秒ごとに最大3°の速度で蓄積されます。 しかし、ホストシステムが測定開始前にバイアスオフセットを減算できる機能を持っていれば、この問題は容易に改善可能です。 起動後、温度が一定であれば、バイアス変動は5秒あたり0.05°/秒未満になる可能性があります。 その初期バイアス(3°/秒)を減算して同様の積分を行うと、動きの5秒ごとに0.125°ずつ角度誤差が蓄積される結果になります。

ジャイロセンサはどこで製造されていますか?

当社のジャイロセンサは日本または英国で製造されています。 日本では、住友精密工業構内の株式会社Silicon Sensing Systems Japanと同じ住所にあるSilicon Sensing Productsで製造されています。 英国では、デボン州プリマスの工場で製造されています。

Silicon Sensingと競合他社の製品の違いは何ですか?

当社のセンサは、時間と温度によるバイアスドリフトが非常に低く、再現性も高く (温度補正による高性能の実現が可能)、衝撃や振動の影響をほとんど受けず、広い動作温度範囲でご利用いただけます。 これは、安価で不平衡な振動くし形構造または音叉センサと反対に、平衡な振動シリコン製MEMSリングをセンシング素子として使用することによって実現されています。

CRSセンサには、振幅と周波数を維持するための二重閉ループ制御回路が採用されていますが、その他は開ループです。 この仕様は明らかにコスト増加につながり、 これほどの性能が必要ないお客様にとって当社の製品は高価に感じられるかもしれません。 競合他社の製品から当社センサへ切り替えられるお客様が多いのは、当社製品がより大きな価値を提供するからです。安価なジャイロの選別やフィールド故障は全体コストを増加させ、製品のイメージを損ねてお客様の利益を低下させる可能性があります。 長期的に見て、当社のジャイロの方が高価かどうかは、お客様の要件と全体コストを考慮して判断いただければと思います。

御社の複数のジャイロセンサはSPIバスを共有できますか?

ジャイロにSPI出力がある場合は、可能です。 これは、SPIバスの機能の一つです。 個々のデバイスを選択するには、「スレーブセレクト」(SS) ピンを使用します。

ジャイロセンサは修理可能ですか?

一般的に、修理はできません。 当社のジャイロセンサは、費用対効果に優れた高性能な製品として、量産アプリケーション向けに設計されています。 したがって、損傷したデバイスの修理は、費用に見合いません。

ジャイロセンサはカメラの安定化に利用可能ですか?

はい、実際に、当社のジャイロセンサは多数のお客様によってそのようなアプリケーションで使用されております。 低ノイズと衝撃や振動に対する高い耐性を兼ね備えている当社製品は、理想的な選択肢です。 ジャイロセンサは角速度を測定し、カメラの角運動に比例する出力を提供します。 この信号はサーボモーターを駆動し、カメラを指定の方向に保持または必要な角速度を維持することで、望ましくない干渉を除去するのに利用できます。 また、ビデオ信号や画像にこの信号を適用することで、望ましくない干渉を補正することが可能です。

他のサプライヤーの振動構造ジャイロセンサを使用する際、センサの共振周波数とその高調波を取り除くためにローパスフィルターが必要でした。 御社のジャイロセンサでも同様の措置が必要ですか?

いいえ、 ただしジャイロセンサのアナログ出力を利用する際には、アナログからデジタルへの変換器(ADC)への信号経路にアンチエイリアシングフィルターを用い、帯域内のノイズのエイリアシングを減少させることを推奨します。

PinPoint
PinPoint® は磁石を利用していますか?

いいえ、 PinPoint® は圧電トランスデューサーを利用しているため、磁場に対して感受性はなく、また磁場を発生させません。

単一の電源から2台のPinPoint®に電源を供給する場合、相互に干渉することはありますか?

PinPoint®の消費電流は非常に低いため、 電源を介した干渉の可能性は極めて低いです。しかし、最適な絶縁を確保するために、 「スターポイント」と適切な追跡点を用いることを推奨します。

PinPoint®は磁界の影響を受けますか?

いいえ、PinPoint® 内 のトランスデューサーは磁場による影響を受けません。

PinPoint®は重力や直線加速に敏感ですか?

重力と直線加速度に対する感度を仕様として定めていますが、、 PinPoint® がバランスの取れたリングを振動構造に使用しているため、重力、直線加速、そして振動に対して非常に強い耐性があります。

PinPoint®のレート範囲を超えた場合、どのような現象が起こりますか?

アナログ出力モードでは、プリセットされた「最大」レート範囲を超える潜在的に有用なレート測定値を出力しますが、性能(すなわち線形性)は保証されません。

公称ゼロバイアスはVddの1/2、1.65Vです。 最大指定レート範囲は、公称ゼロバイアスの±1.0Vで生じるようにスケール調整されています。 スケールファクタは、公差を考慮して「指定」された±1.0Vの制限を超えても少なくとも10%まで線形性を保持しますが、この線形範囲を超えると出力は線形であるとは保証されず、供給電圧レールの約100mV以下になると飽和状態になります。 従って、±300º/sの「最大」レート範囲に設定されたPinPoint®は、実際には最大±465º/s [(1,650mV – 1,000mV – 100mV) ÷ 3.3mV/º/s = 165º/s] を測定することができます。

PinPoint®内で使用されている内部サンプリングスキームについて、分解能、サンプリングレート、及び平均化を含めて説明していただけますか?

内部ADCは、逐次近似レジスタ(SAR)アーキテクチャを採用しています。

PinPoint®は、異なるアプリケーションで異なる設定を行うことが可能ですか?

可能です。 但し、PinPoint®の2つの出力モード、 アナログとデジタルについて考慮する必要があります。

アナログ出力:
出力の分解能と精度を向上させる方法には二つあります。 (i) オーバーサンプリング (ii) 測定範囲の切り替えです。

(i) オーバーサンプリング;例えば、出力を1,000Hz(つまり毎秒1ms)でデジタル化し、10ビットADCを介して変換する場合を想定します。 4,000Hz(つまり毎250µs)でオーバーサンプリングし、その四つの測定値を平均化することで、ジャイロのノイズがフィルタリングされ、
出力の精度が向上します。 但し、分解能は向上しないことにご留意ください。

(ii) 測定範囲の切り替え;PinPoint® を使用する上で、例えば300º/sから75º/sへと測定範囲を変更でき、これにより分解能が四倍に増加します。 これを行うには、SPIインターフェイスを介してジャイロと通信する必要があります。 SPIを通じて、アナログ出力のスケールファクタを変更することができます。 これにはジャイロを「リセット」する必要、つまり、オフにしてから再びオンにする必要があり、このプロセスには最大で
0.3秒かかります。 これはジャイロの機能や性能に悪影響を及ぼすものではありませんが、アプリケーションシステムの設計において考慮すべき点です。

デジタル出力:
デジタル出力モードの場合、オーバーサンプリングは必要ありません。 SPIを通じて、レート範囲を事前に定義された6つの値(75º/s、150º/s、300º/s、または900º/s)のいずれかに切り替えることができます。 アナログ出力モードで説明されたジャイロのハードリセットを伴わないため、信号の損失は発生しません。

PinPoint®の最大レート範囲は何ですか?

現在の設定 によると、PinPoint® はアナログおよびデジタル出力チャネルの両方から最大900º/sまでが仕様とされていますが、実際にはそれ以上での測定が可能です。

アナログ出力モードでは、ジャイロの出力は1,250º/sでクランプされ、このレート入力レベル以下で飽和や反転は起こりません。 デジタル出力モードでは、出力は1,024º/sでクリップされます。

PinPoint®内部のADCの解像度はどれくらいですか?

PinPoint® は、オプションでデジタル出力できるアナログセンサです。 ASICには10ビットのADCが内蔵されていますが、オーバーサンプリングにより実質的には12ビットのADCとして機能します。 これについては、以下でさらに詳しく説明します。

内部ADCの解像度は10ビットで、フルスケール範囲は±1.024Vです。 説明の目的で、動的測定範囲を+/-300°/sのみに限定した場合、データシート(CRMnnn-00-0100-132)はアナログスケールファクタを3mV/°/sとして定義しています。 そのため、10ビットADCのフルスケール範囲は+/-341.333°/sになります[すなわち、1.024V ÷
3mV/°/s.

内部では 、PinPoint® ジャイロのASICはシリコンMEMSリングセンサの共振周波数、約22kHzでサンプリングされています。 直近16サンプルのランニングトータルを連続して計算しており、これは14ビット数となります。 SPI_CLKの立ち下がりエッジで、この14ビット数は16ビット数に符号拡張され、ホストに出力されます。 16ビット目が「1」の場合は符号が負(-ve)、「0」の場合は符号が正(+ve)です。 ビット15は使用されません。

+/-300°/sの動的範囲におけるデジタルスケールファクタは、24ビット/°/s、またはlsbあたり1/24°/sです。 ADCの範囲は+/-341.333°/sです(上述の通り)。 これは、14ビットのADCを意味します [つまり、682.666°/s ÷ 1/24°/s = 16,384 = 214]。

信号をオーバーサンプリングすることで、ADCの見かけ上の分解能が10ビットから14ビットへと向上します。 しかし、この改善はセンサ信号の固有ノイズによるものです。 ADCの実効分解能がノイズの追加とオーバーサンプリングによって向上することは、よく知られています。 サンプルレートが2倍になるごとに、ADCの見かけ上の分解能は1ビットずつ向上します。 しかし、実効分解能の向上は、サンプリングレートの増加の平方根に応じてのみ行われます(オーバーサンプルの平方根として追加ノイズが減少します)。

そのため、16倍のオーバーサンプリングによって見かけ上の分解能が4ビット向上したとしても、実際の効果的な分解能の向上は2ビットにすぎません。 この理由から、PinPoint®のADCは「実質的に12ビットのADC」と説明されています。

PinPoint®内で使用されている温度センサについて教えてください。

温度センサは、ジャイロ内部のASICにある機能の一つです。 これは、ジャイロの内部熱補正を行うために使用されます。 これはデジタルSPIメッセージの出力として提供されるため、システム全体の熱補正に使用できます。 温度センサはアナログ出力では使用できません。

Vref_capの最大電圧を教えてもらえますか?これにより、適切なコンデンサを選択できます。

Vrefは供給電圧の半分、つまりVdd/2を追跡する電圧を提供するために生成されます。 VrefはPinPoint® 内部で 使用されるため、安定性を維持し、いかなる方法でも中断されないことが重要です。 推奨される最大Vddは3.6Vであるため、Vref_capの電圧が1.8Vを超えることはありません。 コンデンサに関しては、10V定格の100nFを推奨し、X7RセラミックタイプのものをVref_capピンに近接して取り付けるべきです。 コンデンサからVref_capピンへのトラックは、PCBのビアを通過してはなりません。 コンデンサの最小定格電圧は6Vですが、コンデンサへの負荷を減らし、信頼性を高めるために10Vの定格を推奨します。 要約すると、Vref_capは100nF、X7R MLCC、SMTパッケージで、Vref_capピンに近接して取り付け、10Vで定格付けし、ビアの使用を避けることを推奨します。

PinPoint®ジャイロセンサのアナログ出力とデジタル出力、どちらを推奨しますか?

PinPoint® は、本来はアナログジャイロセンサです。 デジタルブロックを使用してアナログ信号をデジタル化し、SPIバスを通じてデジタルデータストリームとして出力します。 PinPointに内蔵されているADCは、基本的に10ビットの装置ですが、オーバーサンプリングにより、実質的には14ビットの解像度になります。ただし、精度は概ね12ビットです。 一般的に、アナログ出力は少し優れた性能を提供します。

ユーザーがアナログ信号を必要とする場合は、アナログ出力の使用を推奨します。

データをデジタルで処理する意向がある場合は、SPIの使用を推奨します。 より高い性能が求められる場合、高サンプリングレートとデジタルフィルタリングによって性能を強化できる、より高精度のADCスキームの使用を推奨します。

ジャイロセンサの動作に必要な追加コンポーネントは何ですか?

PinPoint® の正常動作には4つの追加コンデンサが必要です。

Vref_capを電圧基準として使用できますか?

可能ですが、Vrefが安定した状態を維持し、いかなる形でも中断されないことが重要です。 Vref_cap信号を超高インピーダンスの電圧フォロワで適切にバッファリングすることをお勧めします。

複数のPinPoints®でSPIバスを共有できますか?

はい、これはSPIバスの機能のひとつです。 「スレーブセレクト」(SS) ピンを使用すると、個々のデバイスが選択できます。

PinPoint®の分解能はどれくらいですか?

デジタル出力を使用している場合、分解能はメッセージ内のデータの最下位ビットとして解釈されます。 この分解能は、ジャイロセンサが設定されている動作レンジによって異なります。 データシートでは、lsbs/°/sの単位でスケールファクタが提供されています。 この数値の逆数は、lsbの重み付け、つまりデジタル分解能となります。

アナログ出力を使用した場合、アラン分散図の最低部分、すなわちデバイスのバイアスインスタビリティを最良の分解能として考慮できます。 アナログ分解能とは、また、入力の変化に対して出力で観察できる最小の観察可能な差です。 これはノイズに関連しており、通常は入力信号として解釈されますので、出力はノイズ出力よりも大きくなります。

PinPoint®は修理可能ですか?

出来ません。 当社のジャイロセンサの費用対効果は大変優れており、大量アプリケーション向けに設計されています。 したがって、損傷したデバイスの修理は、費用に見合いません。

PinPoint®ジャイロのダイナミックレンジを「オン・ザ・フライ」で変更できますか?

Q:PinPoint®ジャイロのダイナミックレンジを変更できることを理解し ましたが、これはリアルタイムで行うことができますか?つまり、アプリケーションが低いレート範囲と高い分解能を必要とする場合、低いレート範囲に「切り替え」て、より高い分解能を得ることは可能ですか?

A: 可能です。 但し、PinPoint®のアナログ出力とデジタル出力の2つのモードを考慮する必要があります。

アナログ出力:

出力の分解能と精度を向上させる方法には二つあります。 (i) オーバーサンプリング (ii) 測定範囲の切り替えです。
(i) オーバーサンプリング;例えば、出力を1,000Hz(つまり毎秒1ms)でデジタル化し、10ビットADC を介して変換する場合を想定します4,000Hz(つまり毎250µs)でオーバーサンプリングし、その四つの測定値を平均化することで、ジャイロのノイズをフィルタリングし、出力の精度が向上します。 但し、分解能は向上しないことにご留意ください。

(ii) 測定範囲の切り替え;PinPoint® を使用する上で、例えば300º/sから75º/sへと測定範囲を変更でき、これにより分解能が四倍に増加します。 これを行うには、SPIインターフェイスを介してジャイロと通信する必要があります。 SPIを通じて、アナログ出力のスケールファクタを変更することができます。 これにはジャイロを「リセット」する必要、つまり、オフにしてから再びオンにする必要があり、このプロセスには最大で0.3秒かかります。 これはジャイロの機能や性能に悪影響を及ぼすものではありませんが、アプリケーションシステムの設計において考慮すべき点です。

デジタル出力:

デジタル出力モードの場合、オーバーサンプリングは必要ありません。

SPIを通じて、レート範囲を事前に定義された6つの値(75º/s、150º/s、300º/s、または900º/s)のいずれかに切り替えることができます。 アナログ出力モードで説明されたジャイロのハードリセットを伴わないため、信号の損失は発生しません。

アプリケーションに応じてレート範囲を設定するために、実装時にホストシステム側でジャイロセンサをプログラムすることは可能ですか?

はい、これは可能であり、ユーザーはアプリケーションに応じてジャイロセンサを設定できます。

アナログ出力: アナログレート出力を使用している場合、SPIデジタルインターフェイスを介して、ホストシステムがアナログ測定範囲を設定することができます。
デジタル出力: ホストシステムで必要な測定範囲が設定できます。

CRM100が不要なコマンドを受け取らないようにするために、DATA_INやDCLKを分離する必要がありますか?

Q: 同一のSPI上に別のセンサがあります。 (別のスレーブセレクト、/SS を使用)。 デバイスが選択解除された場合に高インピーダンス状態を達成するために、DATA_OUTをゲートで分離する必要があると理解しています。 CRM100が不要なコマンドを受け取らないようにするために、DATA_INやDCLKも分離する必要があるのでしょうか?

A: DATA_INとDCLKを分離する必要はありません。 PinPoint® は、/SS 入力ラインがLowになった場合にのみコマンドに応答します。

ジャイロセンサがレート範囲を超えたり、衝撃を受けたりすると、チェックサムが不正になることがあります。 組み込み自己診断(CBIT)コマンドを実行するっ時も、チェックサムが不正になることがあります。 この現象の発生理由を説明してください。

チェックサムは、SPIレジスタがロードされる前に計算されます。 この計算が実行されると、データバイトが保存され、それらの更新は禁止されます。 その後、ステータスバイトとこれら4つのデータバイトに基づいてチェックサムが計算されます。 ただし、チェックサム計算後も短時間でステータスバイトが更新されることがあります。 そのため、ステータスバイト、4つのデータバイト、およびチェックサムをSPIレジスタにロードすると、チェックサムが不正になる可能性があります。 チェックサムエラーが検出された場合でも、BITフォールトなどのステータスを確認するためにステータスバイトを問い合わせることが推奨されます。

CRM102.1/CRM202.1をその最大レンジ(2700°/s)に設定するにはどうすれば良いですか?

CRM102.1/CRM202.1の測定レンジはCRM100/CRM200の3倍です。 CRM102.1およびCRM202.1のデータシートには、900 °/sのレンジ選択 (2 番目に高いレンジ、CRM100/CRM200 の 300 °/sに相当) のみが記載されております。 しかし、Webページに記載されているように、CRM102.1/CRM202.1ジャイロは最大2700°/sまで設定できます。 これを行うには、レート範囲選択 をデバイスの最大のレート範囲に設定する必要があります。 。 データシートを CRM100/CRM200 のデータシートと比較すると、これを実現する方法が推測されます。 要約すると、デジタルモードでは、 コマンドメッセージのビット4およびビット3 (RR1 および RR0) を「00」に設定します。 アナログモードでは、ピンSEL0とSEL1を両方とも接地させます。

CRS39
CRS39/CRS39Aに3つの温度センサ出力があるのはなぜですか?

CRS39は、温度があまり安定しない、ボーリング孔調査で使用するために設計されました。 MEMSセンサは温度変化、温度上昇、および温度上昇の変化に非常に敏感であるため、最適な性能を実現するには温度測定が重要です。 そのため、CRS39には3つの温度センサが搭載されており、CRS39全体の温度勾配を監視し、温度環境の変化を追跡することが可能です。 これらのセンサを利用して、デバイス全体における温度、温度勾配、および温度勾配の変化への依存性を補正できます。 実際の補正プロセスは、CRS39の取り付け方やデバイスが使用される環境によって変わります。

CRS39、CRS09、CRH03の各センサのFRQ出力とTMP出力の目的は何ですか?

当社のジャイロセンサは、正確に振動するよう設定・制御されるシリコン(MEMS)リングを採用しています。 ジャイロが回転すると、共振パターンが変わります。 この変化は、ジャイロに適用される回転速度に比例します。

リングの周りの電子機器がリングの共振を制御し、リングの動きを感知します。

ジャイロの温度が変化すると、ジャイロセンサのバイアスとスケールファクタが変化します。

したがって、当社では温度変化の検知に使用できる2つの出力を提供しています。

ジャイロセンサ内の電子機器の温度を感知するための温度センサが1つ含まれています。 リングの共振周波数も検知され、デジタル信号として出力されます。 リングの周波数はリングの温度に比例します。 このリングの周波数は公称14 KHzで、FRQ信号はこの周波数の2倍、つまり公称28 KHzです。 周波数は、-0.76 Hz/℃で、温度とともに変化します。

ジャイロセンサを温度変化にさらすことにより、周波数出力および温度センサ出力に対するジャイロセンサの誤差 (バイアスおよびスケールファクタ) を測定することができます。 ルックアップ テーブルを使用するか、これらの誤差に多項式を当てはめることにより、ジャイロセンサの出力から導出された誤差を減算し、誤差を補正することができます。

MEMS リングへの熱経路が長いため、温度センサは周波数よりも環境の温度の変化によりよく反応します。 同様に、二次ループのゼロ化動作によってリングが加熱される、高度に 動的な(角度)環境では、周波数出力の応答性が向上します。 ジャイロセンサ全体の温度が安定している環境では、どちらの方法もほぼ同等です。

CRS09、CRS39、CRH03からのFRQ出力に関する詳細情報を提供していただけますか?

一般的に、温度補正の最も簡単な方法は、最初のステップとして基板取付型温度センサを使用することです。 これは、一次的な (粗い) 熱誤差補正とみなすことができます。 リングの温度を測定する尺度であるリング周波数(FRQ)を使用することで、熱補正をさらに精密に行うことが可能です。

通常の室温 (+25℃) 動作では、FRQ 信号は27.4kHz ~ 28.6kHzになります。 温度が下がるとリングは「硬く」なり、その結果周波数は上昇します。 逆もまた真です。リングの温度係数は -0.82 ~ -0.70Hz/℃ (公称 -0.76Hz/℃) です。 したがって、FRQの値がたとえば7.6 Hz低下した場合、リング温度は10 ℃ 上昇して+35 ℃ [-7.6 / -0.76 = +10 ℃] になったと想定できます。 シリコンリングは、密封された金属缶内の不活性ガスに囲まれたガラス基板上に支持されています。 非常によく断熱されているため、周囲温度の変化とリングの温度 (したがって周波数) の変化の間には遅れが生じます。 基板上の温度センサは、周囲温度の変動に対し、迅速に反応します。

CRS39の設計に関連する共振システムはありますか?

CRS39は、直径1インチの要件を満たすダウンホール測量用途に使用するために設計されました。したがって、特異な形状をしており、薄いながらも長い特徴的な形状を持っています。 CRS39の真鍮ポストの取り付けは、振動環境下での動作時にPCBの共振モードが励起される可能性があることを示唆します。

したがって、下部PCBがしっかりとクランプ留めされるようにCRS39-01を取り付けることをお勧めします。 これは、ユニットを設計通りに取り付けるとクリアできます。 ユニットを直径1インチのチューブ内に置き、下部PCBはチューブ壁面に配置・固定してください。

CRS39-02 (パッケージ版) も同様の共振モードとなることが報告されているため、CRS39-02は1.8 KHzを超える振動環境で使用しないことをお勧めします。

CRS39をNorth-Findingシステム用に最適化するにはどうすればよいですか?

CRS39を最大限に活用し、ノイズからアースレート信号を引き出すためには、アランバリアンス分析に基づいたジャイロレートデータのサンプリングと平均化が鍵を握ります。

当社が推奨する2つのサンプリング手法は以下のとおりです:

(a) 当社のテストチャンバーでは、16ビット (逐次比較レジスタ ADC) National Instruments カードを使用します。 CRS39-03はアンチエイリアスフィルタを使用せずに、10KHzで、完全差動 (Rate と Ref) でサンプリングします。 次に、10個のサンプルの各セットを平均して、1 KHzのデータを生成します。さらに、 このデータのAVとノイズについて分析します。
(b) 当社のIMUでは、24ビットΣ-Δ ADC を使用してサンプリングしたデータを10 kHzで出力します。 実際のセンサのサンプリングは約192KHzです。 ここでも、CRS39-03は完全差動(Rate と Ref)でサンプリングします。 10個のサンプルごとに平均をとり、1KHzのデータセットを生成します。

結果として得られたデータにアラン分散技術を用いて分析することで、最適な平均化時間を決定できます。 ただし、ユーザーが受け入れ可能な時間よりも最適な平均化時間が長くなる可能性があり、一般には各コンパスポイント(90度間隔)の測定値の平均化のために、15秒を要します。

測定サイクル中の温度変動を最小限に抑えることで精度は向上します。これは、熱シールドの使用または熱質量の提供によって実現できます。 ジャイロを金属製の筐体で完全に囲うことで、電界効果を最小限に抑え、さらなる改善が期待できます。

温度補正は推奨されます。ジャイロが実際に見る温度範囲、温度変化の速度、および適用される実際の速度と温度に応じて、線形または三次の補正が必要とされる場合があります。

それぞれの180度のインデックス位置で取得した測定値の平均化は、アースレートを除去すると、ジャイロの実際のバイアスを引き出すのに役立ちます。 同じインデックス位置での測定値間の変化をバイアスと温度と比較することにより、温度フィッティングも可能です。

CMSコンビセンサ
CMSコンビセンサをPCBに取り付ける際、ミスアラインメントを最小限に抑えるために特別な処理は必要ですか?

CMS コンビセンサをお使いの際は、PCB上の理論上の基準に対する加速度計とジャイロセンサの位置ずれに興味を持たれることでしょう。
データシート CMS300 では、パッケージに対して1.5%の潜在的な位置ずれを見積もっています。 CMS300 の取り付けは簡単ですので、取り付けの際に生じる不正確さを特別に考慮する必要はありません。

CMS390 の取り付けの方がより難しいです。 パッケージは幅の割に高さが非常に高く、実装面は完全に平坦ではありません。 。 データシート には、この取り付け面の平坦度の欠如に対する追加の許容値が含まれており、配置に充分に注意すれば、データシートの制限である3%が達成できるはずです。 さらなる精度が必要な場合は、特殊な取付具や治具を使用するとパッケージの垂直性が向上し、PCBに対するセンサの位置ずれを最小限に抑えることができます。
システムに処理能力が備わっている場合、残存するミスアラインメントエラーはプロセッサ内で修正可能です。

DMU11
DMU11からのデータ受信がうまくいきません

DMU11の出力メッセージは、非ゼロリターンプロトコルを使用して、460,800ボーの速度でRS422シリアルインターフェイスに出力されます。 DMU11のRS422ドライバーには、通常RS422インターフェイスに必要とされる120オームの終端抵抗が含まれていません。 したがって、ユーザーがDMU11の受信機能(RX LoおよびRx Hi)を使用しない場合は、コネクタの3番ピンと4番ピンの間に120オームの終端抵抗を挿入する必要があります。 3番ピンや4番ピンで受信したノイズがDMU11の送信ライン上でのデータ送信を停止させる可能性があるため、3番ピンおよび4番ピンを終端処理しない状態にしておくべきではありません。 終端抵抗はコネクタのできるだけ近くに配置することが理想です。

DMU41
DMU41のDΔΘ出力とΔV出力について説明してください

DMU41からの基本的な慣性データ出力は、角速度(度/秒)と加速度(g)です。 ΔΘ出力とΔV出力は、これらの基本データ出力の再スケーリングと考えることができます。 これらの出力値の提供と仕様は業界水準であり、、多くのお客様が利用されております。。

ΔΘは度単位で、5.0 ms (または 1/200 s) のサンプリング時間で回転した度数を表します。 たとえば、IMU軸が200 °/sで回転している場合、ΔΘは1度になります。

同様に、ΔVはgからm/sへのスケール変更であり、同じ5msにわたる速度変化の変化を表します。 単位の出力は、g単位の加速度に0.04903325を掛けたものと等しくなります。(200 で割って 9.80665 を掛けます。後者は g の汎用測定値です)。

DMU41内のセンサデータの解像度はどのくらいですか?

DMU41内では、24 ビットのΣ-ΔADコンバータが使用されています。 補正は単精度浮動小数点数を使用して行われます。 DMU41の出力メッセージも単精度浮動小数点数で出力されます。 したがって、計算上の分解能は実際には非常に小さいです。

実際には、最小限解析可能な変化はセンサノイズによって支配されます。 平均化により、アラン分散プロットから導き出されるバイアスのインスタビリティによって最小限解析可能な変化が決定される点まで改善できます。 ジャイロチャネルではこれは0.1度/時以下で、加速度計では約10μgです。

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