陀螺仪主要性能指标

常见的陀螺仪性能指标与解释

 

 

零偏

零偏，又称为零位漂移或零位偏移或零偏稳定性，也可简称零漂或漂移率，英文中称为drift 或bias drift。零偏应理解为陀螺仪的输出信号围绕其均值的起伏或波动，习惯上用标准差（σ）或均方根（RMS ）表示，一般折算为等效输入角速率(°/ h) 。在角速度输入为零时，陀螺仪的输出是一条复合白噪声信号缓慢变化的曲线，曲线的峰-峰值就是零偏值（drift ），如图2-6所示。在整个性能指标集中，零偏是评价陀螺仪性能优劣的最重要指标。

 

分辨率

陀螺仪中的分辨率是用白噪声定义的，如图2-6 中所示，可以用角随机游走来表示，可以简化为一定带宽下测得的零偏稳定性与监测带宽的平方根之比，其单位为 °ℎ−1 °。角度随机游走表征了长时间累积的角度误差。角随机游动系数反映了陀螺在此处键入公式。的研制水平，也反映了陀螺可检测的最小角速率能力，并间接反映了与光子、电子的散粒噪声效应所限定的检测极限的距离。据此可推算出采用现有方案和元器件构成的陀螺是否还有提高性能的潜力。

标度因子

标度因子是陀螺仪输出量与输入角速率变化的比值，通常用某一特定的直线斜率表示，该斜率是根据整个正(或负) 输入角速率范围内测得的输入/输出数据，通过最小二乘法拟合求出的直线斜率。对应于正输入和负输入有不同的刻度因子称为刻度因子不对称，其表明输入输出之间的斜率关系在零输入点不连续。一般用刻度因子稳定性来衡量刻度因子存在的误差特性，它是指陀螺在不同输入角速率情况下能够通过标称刻度因子获得精确输出的能力。非线性往往与刻度因子相关，是指由实际输入输出关系确定的实际刻度因子与标称刻度因子相比存在的非线性特征，有时还会采用线性度，其指陀螺输入输出曲线与标称直线的偏离程度，通常以满量程输出的百分比表示。

动态范围

陀螺在正、反方向能检测到的输入角速率的最大值表示了陀螺的测量范围。该最大值除以阀值即为陀螺的动态范围，该值越大表示陀螺敏感速率的能力越强。

带宽

带宽是指陀螺能够精确测量输入角速度的频率范围，这个频段范围越大表明陀螺的动态响应能力越强。对于开环模式工作的陀螺，带宽定义为响应相位从0到滞后90度对应的频段，也可等同定义为振幅响应比为0.5 即3dB 点对应的频段。对于闭环模式工作的陀螺，带宽定义为控制及解调电路的带宽，一般指解调电路中使用的低通滤波器的截至频率。电路带宽实际上是反映该电路对输入信号的响应速度，带宽越宽，响应速度越快，允许通过的信号频率越高，若频率为某一值的正弦波信号通过电路时其能量被消耗一半，则这个频率便是此电路的带宽。

 

微型惯导系统MicroStrain 产品3DM-GX4系列：

1. 3DM-GX4-45™ 辅助惯性导航GPS/INS

 陀螺仪稳定性：10°/hr

陀螺仪量程：±75, 150, 300*, 900°/sec

加速度量程：±5*, 16

接口：USB or RS232

温度传感器量程：-40 °C to 85 °C

重量：20 grams

尺寸：44.2 x 24 x 11.3 mm 2. 3DM-GX4-25™航姿参考系统(AHRS)

陀螺仪稳定性：10°/hr

陀螺仪量程：±75, 150, 300*, 900°/sec

加速度量程：±5*, 16

接口：USB or RS232 温度传感器量程：-40℃ to 85℃

重量：16.5 grams

尺寸：

36 x 24.4 x 11.1 mm

 

3. 3DM-GX4-15™ 惯性测试单元IMU

 

陀螺仪稳定性：10°/hr

陀螺仪量程：±75, 150, 300*, 900°/sec 加速度量程：±5*, 16

接口：USB or RS232

温度传感器量程：-40 °C to 85 °C 重量：16.5 grams

尺寸：36 x 24.4 x 11.1 mm