MEMS惯性器件选型笔记

一、惯性器件精度指标（理论知识）

IMU精度最重要的指标是：陀螺零偏。

原因：
1) 惯导系统的精度主要取决于IMU中的陀螺器件精度，而不是加速度计精度；
2) 陀螺的精度指标中最重要的又是零偏误差，它基本上决定了该惯导长时间独立工作时的误差发散速度。
但是，这里需要特别注意的是，陀螺零偏有好几种，看产品指标时一定要弄清楚是哪一种陀螺零偏指标。

零偏误差类型

1. 常值零偏:陀螺生产出来后就一直固定不变的零偏值。

1. 对于传统的高性能惯性器件来说,该误差在出厂标定时往往就被补偿干净了，因此不会标注这个指标；
2. 对于低端MEMS IMU芯片来说（例如用在手机中的价格不到10块钱的芯片），则不可能做逐个的标定和补偿，因此常会存在deg/s（也就是几千deg/h）量级的常值零偏。这看上去巨大无比，但我们在实际使用中很容易对付，例如在初始启动过程中利用几秒钟的静态数据求平均即可扣掉大部分。(微型无人机上就使用了这个去零偏的操作)

2. 全温零偏误差：bias error over temperature

英文是bias error over temperature，或是零偏的温度敏感系数（或称温漂系数），反映器件参数的温度敏感性。
就是指陀螺零偏在其额定工作温度范围内相对于室温零偏值的变化量。
对于传统惯性器件，一般是逐个做了温漂补偿的，因此这个全温零偏误差就是温补后的残差；而对于低端MEMS芯片，不可能逐个做温漂标定和补偿，如果给出这个全温零偏误差可能会很吓人，因此厂家往往给个零偏的温度敏感系数（例如0.01 deg/s/℃）（ADIS16465用的单位是deg/s，晕）。

3. 零偏重复性：run-to-run repeatability

全称是零偏逐次上电重复性（run-to-run repeatability），这是传统惯性器件的经典指标，是指惯性器件不同次上电运行时的零偏的不重复程度。
具体测量方法是在常温下将器件多次上电，测量和记录每次上电的零偏数值，然后统计其差异。很多新手会好奇，一个传感器的零偏值每次上电的变化能有多大？这么细微的误差因素都需要考虑？这是因为传统惯性器件在出厂环节就把常值误差和温漂误差等主要误差都已仔细补偿掉了，因此逐次上电重复性这个次要误差才成为了一个不可忽视的主要误差。

4. 零偏稳定性：in-run instability

严格来说应该称为零偏不稳定性（in-run instability），反映器件上电稳定后其零偏随时间变化的情况。根据具体测算方法又分为两种：
a)我国的国军标定义的零偏不稳定性：采集几个小时的静态数据，每10秒或100秒求平均（以便抑制器件白噪声的影响），然后统计这些平均值的标准差。对惯导的实际表现有比较直接的影响，有现实指导意义；

b)Allan方差给出的零偏不稳定性：采集足够长时间的静态数据（一般大于10小时，越高等级的器件所需时间越长），画Allan方差曲线，取其谷底值。反映器件在极端理想条件下的性能极限，缺乏现实意义。

5. 零偏的加速度敏感性：g-sensitivity或linear acceleration effect。

陀螺的输出本来应该对加速度完全不敏感，但由于其敏感结构的加工误差等因素，多少还是会受到线加速度影响的，我们就用零偏的加速度敏感性来描述。显然，这种零偏误差只有在强动态载体上才会造成显著影响，而对于常见车载、船载低动态载体往往可以忽略。需要注意的是，越是高灵敏度的MEMS陀螺，其微机械结构的敏感质量越大，因此其加速度敏感性往往会比较大，例如某高端MEMS陀螺的加速度敏感性为18 deg/h/g。

2. 惯性器件精度指标（实践）

先上总结：不同产生标的不一样，确实不好比较。 有很多困惑。有没有哪个大神赐教一下？
对比的IMU：icm42688P, MPU6050,adis16465

icm42688的全温度零偏误差应该是和adis16465中的动态全温度零偏误差一样，因为都是使用的是%单位。

猜测下面的是MPU6050的全温度零偏误差。

下面是MPU6050的零偏重复性？？？

42688P和MPU6050的 Initial ZRO Tolerance 是什么意思？常值零偏？？

来源：
武汉大学多源智能导航实验室
新手入门系列1——如何区分惯性器件的零偏误差？
新手入门系列2——如何读懂MEMS惯性器件的精度指标？
新手入门系列3——Allan方差分析方法的直观理解
扩展：
新手入门系列4——MEMS IMU原始数据采集和时间同步的那些坑