MEMS加速度传感器标定系统软件的设计

发布时间：2017-05-23 20:15

  本文关键词：MEMS加速度传感器标定系统软件的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着MEMS加速度传感器的迅猛发展,MEMS加速度传感器广泛应用于各行各业。从我们日常使用的手机,游戏手柄,iPad到车载导航仪,安全气囊,甚至许多军事设备都需要用到MEMS加速度传感器。加速度传感器需要的精度提高,这就需要高效的加速度传感器标定系统,一个优秀的硬件系统搭建好了,必须有好的MEMS加速度传感器软件与之交互配合,才能真正满足MEMS加速度传感器标定的要求。本文来源于863项目“具有环境控制功能的典型微纳传感器多参数批量测试设备研发与应用”。主要介绍了加速度传感器的标定原理和标定系统软件的设计。介绍了温湿振翻转一体化的批量化MEMS加速度传感器测试平台的使用方法,详细的阐述了翻转测试平台的软件控制部分,通过串口对基于DSP的翻转台控制硬件进行控制,通过定义数据帧格式,区分不同指令的不同控制行为和完成对倾角传感器的角度显示等操作。根据重力场八位置法的加速度传感器静态标定的方法的需求,引入了倾角传感器显示控制模块,介绍了角度的显示,角度精度和通过显示的数据闭环的控制翻转测试平台进行微调。最后根据传感器动静态标定方法的要求,阐述了数据采集原理、存储方式以及静态动态数据的分析方法,即都使用了最小二乘法进行线性拟合,求出最佳的灵敏度和线性度。在动态数据分析中还提供了原始数据波形显示与示波器进行对比,验证了采集软件的精确性。对固定加速度下的扫频实验数据进行了分析。最终完成了加速度传感器标定系统软件的设计。
【关键词】：MEMS加速度传感器 标定 控制软件 数据采集 数据处理
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的和意义10
• 1.3 国内外研究现状10-11
• 1.4 论文主要研究内容与结构安排11-13
• 2 加速度传感器标定原理及软件总体设计13-23
• 2.1 加速度传感器标定的基本工作原理13
• 2.2 软件的需求分析、模块划分13-15
• 2.3 软件的系统的总体设计15-22
• 2.3.1 静态试验要求的软件设计16-18
• 2.3.2 动态试验要求的软件设计18-19
• 2.3.3 数据采集处理部分的软件设计19-20
• 2.3.4 软件界面的设计20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 系统控制模块的软件设计23-37
• 3.1 温湿振一体化的控制软件设计24-25
• 3.2 翻转实验平台的软件设计25-31
• 3.2.1 串口配置部分26-27
• 3.2.2 控制指令发送部分27-29
• 3.2.3 串口接收部分29-31
• 3.3 倾角传感器软件模块31-35
• 3.3.1 倾角传感器协议分析31-33
• 3.3.2 倾角传感器实时显示和自动校正33-35
• 3.4 控制部分测试35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 系统的数据采集软件设计37-43
• 4.1 采集软件的需求分析以及总体设计37-38
• 4.2 网络协议的程序设计38-41
• 4.2.1 UDP协议38-39
• 4.2.2 IP及端口配置39-41
• 4.3 数据接收的处理41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 5 数据处理部分软件设计及数据分析43-57
• 5.1 温湿度可变条件下的数据分析43-44
• 5.2 翻转台静态翻滚数据分析44-50
• 5.2.1 八位置法数据的处理44-45
• 5.2.2 八个点的数据分析、绘图45-48
• 5.2.3 最小二乘法拟合48-49
• 5.2.4 灵敏度、线性度的显示和数据分析49-50
• 5.3 动态标定数据处理50-56
• 5.3.1 接收数据帧的处理51-54
• 5.3.2 动态数据分析测试54-56
• 5.4 本章小结56-57
• 6 工作总结与展望57-60
• 6.1 总结57-58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果64-65
• 致谢65-67

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