Estabilidad de polarización del giroscopio Bosch BNO055

¿Cuál es la estabilidad de polarización en grados/hora del giroscopio en el BNO055? La hoja de datos enumera algunas especificaciones del giroscopio en la página 14, pero no puedo encontrar el sesgo allí. Hay un elemento llamado "ruido de salida" que enumera 0,1 grados/s. ¿Es este el sesgo? De hecho, estoy buscando los siguientes dos valores (muestra tomada de la serie Xsens MTi 1):

  • Estabilidad de polarización del giroscopio: 10 grados/hora
  • Densidad de ruido del giroscopio: 0,01º/s/√Hz
No, eso corresponde a la densidad del ruido (indican un ancho de banda de 47 Hz y lo convierten a º/s/√Hz para usted).
El sesgo suele ser de +/- 1 grado/seg, en el peor de los casos +/-3 grados/seg en la página 14 (no es útil como buscador de norte).
Ok, entonces lo llaman "Compensación de tasa cero": estoy buscando un giroscopio de mayor calidad con un sesgo de hasta 20 grados / hora. Entonces, este Bosch dará típicamente 1*3600 = 3600 grados/hora.
Sí. Cuando esté quieto, este giroscopio informará que está girando lentamente en esta cantidad. El tipo de giroscopio que desea será un grado de navegación y bastante costoso. Por lo general, tienen una masa giratoria enjaulada, a veces impulsada por un motor de histéresis. No he oído hablar de ningún giroscopio de estado sólido que se acerque a esta precisión.
Los giroscopios Xsens y los giroscopios iSensor de Analog Devices son MEMS y pueden funcionar alrededor de 10 grados/hora en el mejor de los casos. Ambos tienen un precio de $ 100 o menos de $ 1000 (según la precisión). Las unidades de nivel de entrada funcionan alrededor de 20 grados por hora por alrededor de $ 200-300, lo que creo que aún es un muy buen valor.
@Kozuch ¡Supongo que estoy corregido! No puedo ver cómo un giroscopio mems desnudo puede acercarse a este nivel de sesgo. ¿Sabe lo que significa el término estabilidad de sesgo "en ejecución"? ¿Hay especulación pasando aquí?

Respuestas (2)

No creo que haya giroscopios de estado sólido con este tipo de sesgo. Creo que necesitarás un dispositivo electromecánico. Considere que mientras se encuentra en el ecuador, un giroscopio perfecto informará 15 grados por hora de la tierra girando sobre su eje, por lo que está tratando de detectar una rotación de esta pequeña magnitud. Tales giroscopios existen, pero pueden costar miles de dólares dependiendo del tamaño (los giroscopios más grandes son más fáciles de construir con esta sensibilidad). Generalmente se usan en aeronaves militares, armas o aplicaciones de navegación.

Los giroscopios láser de anillo y los giroscopios de fibra de anillo (estos son más comunes y mejores que la variante láser) funcionan mucho mejor que las versiones mecánicas y son los únicos giroscopios diseñados en este tipo de sistemas en los últimos 15 años más o menos.
MEMS es electromecánico, ¿no? Entonces, ¿piensas que esto y estas hojas de datos mienten? Creo que pueden contar los grados "extra" además de la rotación de la tierra (por lo que 20 puede significar 15+20=35 en total). No sé cómo se crean las especificaciones.
@placeholder, los giroscopios electromecánicos todavía están en uso cuando se requiere operación a tamaño pequeño y alta temperatura. Tienes razón, sin embargo, no quedan demasiados.

No hay suficiente representante para comentar, pero quería corregir un comentario de @John Birckhead. La inestabilidad del sesgo es el mínimo en la curva de varianza de Allan, que representa un ruido de baja frecuencia (similar a la deriva) que no se puede corregir promediando más muestras (consulte el artículo ). Es qué tan estable es el sesgo durante una ejecución. El "sesgo inicial" se refiere al cambio en el sesgo de una ejecución a otra (después de apagar el dispositivo) y creo que es a lo que Bosch se refiere como la compensación de tasa cero. Es confuso ya que ambos parámetros se informan en las unidades nativas de grados/s.

Repetibilidad de sesgo (sesgo de encendido a encendido): para cada encendido de la IMU, el sesgo inicial es diferente. Esto se debe a una serie de efectos, incluido el cambio en las propiedades físicas de la IMU y las condiciones iniciales del procesamiento de la señal. Un sesgo muy repetible permite un mejor "ajuste" de los parámetros de la IMU por parte del INS para alcanzar rápidamente una buena estimación del sesgo. Una alta variabilidad en el sesgo de encendido a encendido conduce a un período de estimación más largo y más difícil (convergencia) para cada puesta en marcha.


Estabilidad de polarización(Sesgo durante la ejecución): mientras la IMU está encendida, el sesgo inicial cambia con el tiempo. Este cambio en el sesgo a menudo está relacionado con la temperatura, el tiempo y/o el estrés mecánico en el sistema. En el caso de los giroscopios basados ​​en luz (Fibre Optic Gyro (FOG)/Ring Laser yro (RLG)), la longitud óptica aumenta o disminuye con el cambio en las propiedades físicas de la IMU. A menudo, las IMU se fabrican con compensación de temperatura, lo que aumenta la estabilidad de las mediciones. Un filtro INS estima constantemente el sesgo haciendo uso de fuentes de información externas (GNSS, DMI, barómetro). El valor de sesgo estimado se elimina de las mediciones de IMU antes de usarlas en la mecanización. El proceso de estimación del sesgo es más efectivo cuando es estable. El efecto de la estabilidad del sesgo se puede observar directamente en el rendimiento de la interrupción.