紧凑型精密6自由度惯性传感器

3067 传感器

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 SPI通信故障此标志(DIAG_STAT[3])指示SCLK脉冲总数不是16的整数倍，同时片选(eq sup4(f(,CS)))线为低电平。此标志可能意味着通信故障，因此，它会触发一个重复之前命令的过程或数据完整性验证。 0
2020-5-14 07:14:40　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × hwp0415229 该类别下有 6 个回答。邀请回答嘻嘻爱哈哈该类别下有 5 个回答。邀请回答新晴细履平沙该类别下有 5 个回答。邀请回答梦中的花不凋零该类别下有 5 个回答。邀请回答 Greatwayer 该类别下有 5 个回答。邀请回答 h1654155957.9866 该类别下有 5 个回答。邀请回答 60user92 该类别下有 4 个回答。邀请回答 vtwterwer 该类别下有 4 个回答。邀请回答 yangyt 该类别下有 4 个回答。邀请回答 vcwerwre 该类别下有 4 个回答。邀请回答 AMp88 该类别下有 4 个回答。邀请回答乔伊斯e 该类别下有 4 个回答。邀请回答 xiezhe272 该类别下有 4 个回答。邀请回答 hzp_bbs 该类别下有 4 个回答。邀请回答 vynywrwr 该类别下有 4 个回答。邀请回答 Cdxxgcdx 该类别下有 4 个回答。邀请回答 fgfFsG 该类别下有 4 个回答。邀请回答听你喜欢的歌该类别下有 4 个回答。邀请回答 cfdwerwer 该类别下有 4 个回答。邀请回答 jfdgs 该类别下有 4 个回答。邀请回答举报任黎平相关推荐 • 紧凑型精密6自由度的惯性传感器 1259 • 51/stm32单片机控制6自由度机械臂（带云台）二次开发是用什么传感器定位比较好? 5867 • 精密MEMS传感器实现导航应用 1642 • 如何从紧凑型闪光灯中选择图像？ 1765 • 10自由度MEMS惯性传感器ADIS16480 2000 • 紧凑型精密6自由度惯性传感器 1291 • 如何实现功率密度非常高的紧凑型电源设计？ 981 • MEMS惯性传感器的测试及应用领域 5585 • 惯性传感器在运动物联网中有什么作用 1875 • 一种紧凑型表贴波导滤波器及其测试结果介绍 1802 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 传感器超范围此错误标志(DIAG_STAT[4])指示某个惯性传感器发生了超出其测量范围的情况。自测故障 DIAG_STAT[5]位提供自动自测功能的结果，它与GLOB_CMD[2]相关（参见表44）。当此位处于错误状态（等于1）时，会再次触发自动自测(AST)，完成AST后重新检查DIAG_STAT[5]。如果此标志为0，则表明最近的一次尝试已完成，无需其他操作。此错误标志持续存在可能意味着一个或多个惯性传感器有故障。闪存测试故障 DIAG_STAT[6]（参见表43）包含存储器测试结果，其在设置GLOB_CMD[4] = 1（DIN = 0xBE10，参见表44）之后执行。输入时钟同步故障此错误标志（DIAG_STAT[7] = 1）指示SYNC_SCAL值不适合SYNC引脚上的信号频率。系统功能全局命令 GLOB_CMD寄存器为多个全局命令提供了触发位。要启动任何此类例程，请将相应位设为1，然后等待执行时间（参见表44），执行结束后再启动SPI端口上的其他通信。表44. GLOB_CMD（基地址 = 0x3E），只写位描述执行时间（最大值） [15:8] 不用不适用 7 软件复位 610 ms [6:5] 不用不适用 4 闪存测试 36 3 手动闪存更新 70 2 自动自测(AST) 7 1 工厂校准恢复 75 ms 0 陀螺仪偏置校正 1输出数据周期1 1 DEC_RATE（参见表53）和MSC_CTRL[3:2]（参见表50）确定此时间。软件复位 GLOB_CMD寄存器提供了通过设置GLOB_CMD[7] = 1 (DIN = 0xBE80)来启动处理器复位的功能。闪存测试 ADIS16460的出厂配置包括执行循环冗余校验(CRC)，它利用IEEE-802.3 CRC32以太网标准方法对程序代码和校准存储器库执行校验。此过程确定这两个存储器库的签名值，并将其写入以下寄存器： CODE_SGNTR（参见表45）和CAL_SGNTR（参见表46）。表45. CODE_SGNTR（基地址 = 0x64），只读位描述 [15:0] 程序代码签名值，常数表46. CAL_SNGTR（基地址 = 0x60），只读位描述 [15:0] 校准签名值，常数 GLOB_CMD寄存器提供了通过设置GLOB_CMD[4] = 1（DIN = 0xBE10，参见表44）来随时启动闪存测试的功能。此测试对程序代码和校准存储器库执行相同的CRC过程，然后将结果写入以下寄存器： CODE_CRC（参见表47）和CAL_CRC（参见表48）。测试结束时，通过/失败结果载入DIAG_STAT[6]（参见表43），“通过”结果(DIAG_STAT[6] = 0)要求满足以下条件： CODE_CRC = CODE_SNGTR CAL_CRC = CAL_SGNTR 表47. CODE_CRC（基地址 = 0x66），只读位描述 [15:0] 程序代码CRC，连续更新表48. CAL_CRC（基地址 = 0x62），只读位描述 [15:0] 校准CRC值，连续更新手动闪存更新 GLOB_CMD寄存器提供了通过设置GLOB_CMD[3] = 1（DIN = 0xBE08，另见图24）来将用户配置值存入非易失性闪存的功能。 FLASH_CNT寄存器（参见表49）提供闪存更新次数的连续计数值，以便帮助用户管理耐久性额定值（参见表1）。注意：启动GLOB_CMD[0]和GLOB_CMD[1]（参见表44）中的命令也会执行闪存更新，导致FLASH_CNT寄存器中的计数值递增。表49. FLASH_CNT（基地址 = 0x00），只读位描述 [15:0] 二进制计数器自动自测 ADIS16460中的各惯性传感器有一个自测功能，该功能将一个静电力施加于其物理元件使它移动，以模拟其对旋转（陀螺仪）和线性（加速度计）运动的响应。这种移动使各传感器输出产生可预测且可观测的响应，由此可验证各传感器及其相关信号链的基本功能。通过GLOB_CMD寄存器可启动一个自动过程，它利用这种传感器特性来验证各传感器是否能正常工作。设置GLOB_CMD[2] = 1（DIN = 0xBE04，参见表44）会触发此AST功能，停止正常数据产生，执行各传感器的自测功能，将其响应与正常响应范围相比较，然后恢复正常数据采样。此例程完成后，DIAG_STAT[5]（参见表43）包含通过/失败结果。输入/输出配置 ADIS16460提供了两个引脚（SYNC和DR）来管理采样和数据收集（参见图5）。 MSC_CTRL寄存器提供了多个位来配置这些引脚（参见表50）。数据就绪(DR)引脚配置 DR引脚提供一个数据就绪信号，指示输出寄存器中是否有新数据，这有助于使处理延迟最小化并避免数据碰撞（参见图5）。图17显示了一个例子，此引脚连接到系统处理器上的中断请求(IRQ)引脚。利用MSC_CTRL[0]（参见表50）确定极性，使得系统级中断服务例程(ISR)可以在此信号的适当边沿上触发。例如，在图4所示的例子中，MSC_CTRL[0] = 1，它适合在脉冲正边沿触发的IRQ引脚。若DR驱动一个在信号负边沿触发的IRQ引脚，请设置DIN = 0xB2C3 (MSC_CTRL[7:0] = 0xC3)。此代码还会保护线性g补偿(MSC_CTRL[7])和撞击点(MSC_CTRL[6])的出厂默认配置。注意：当器件执行与GLOB_CMD寄存器（参见表44）相关的全局命令时，数据就绪信号停止。 SYNC引脚配置 MSC_CTRL[3:2]（参见表50）提供用户可配置的控制，用于选择SYNC引脚/功能（参见图5）支持的四种模式之一：内部采样时钟、外部同步（直接采样控制）、带数据计数器的精密输入同步和采样时间指示。 MSC_CTRL[1]确定SYNC引脚有效状态的极性，与其工作模式无关。表50. MSC_CTRL（基地址 = 0x32），读/写位描述（默认值 = 0x00C1） [15:7] 不用 7 线性g补偿控制 1 = 使能 0 = 禁用（无线性g补偿） 6 撞击点，见图32 1 = 使能 0 = 禁用（无撞击对准点） [5:4] 未使用，始终设为0 [3:2] SYNC功能设置 11 = 采样时间指示（输出） 10 = 带数据计数器的精密输入同步 01 = 直接采样控制（输入） 00 = 禁用（内部采样时钟） 1 SYNC极性（输入或输出） 1 = 上升沿触发采样 0 = 下降沿触发采样 0 DR极性 1 = 高电平有效（数据有效时） 0 = 低电平有效（数据有效时）采样时间指示当MSC_CTRL[3:2] = 11（参见表50）时，ADIS16460利用内部采样时钟(2048 SPS)采样并处理数据，SYNC引脚提供一个脉冲信号，其前沿指示惯性传感器的采样时间。设置DIN = 0xB2CD可将ADIS16460配置为此模式，MSC_CTRL寄存器中其余默认设置保持不变。带数据计数器的精密输入同步当MSC_CTRL[3:2] = 10（参见表50）时，输出寄存器的更新速率等于输入时钟频率(fSYNC)乘以SYNC_SCAL寄存器（参见表51）中的比例因子(HSS)。这种模式支持较慢的输入时钟参考，例如来自某些全球定位系统(GPS)的秒脉冲(PPS)信号或某些视频同步信号。设置DIN = 0xB2C9可将ADIS16460配置为此模式，MSC_CTRL寄存器中其余默认设置保持不变。这种模式下，利用下式计算要写入SYNC_SCAL寄存器中的比例因子(HSS)值： floor 例如，使用60 Hz视频同步信号时，应设置DIN = 0xB421和0xB502，使HSS等于545 (SYNC_SCAL = 0x0221)：使用1 Hz PPS信号时，此寄存器的默认值(0x7FFF)支持这种模式。如果SYNC_SCAL没有默认内容，应设置DIN = 0xB4FF和0xB57F，使得SYNC_SCAL = 0x7FFF。确定fSYNC标称值时，务必遵守以下关系： 1945 Hz ≤ HSS × fSYNC ≤ 2048 在此条件之外工作时，数据采样的输入控制环路可能会失去对输入频率的锁定。 DIAG_STAT[7] = 1（参见表43）指示此情况，输入同步信号不再能影响采样时间。表51. SYNC_SCAL（基地址 = 0x34），读/写位描述（默认值 = 0x7FFF） 15 不用 [14:0] 输入同步比例因子HSS（MSC_CTRL[3:2] = 10时）。二进制格式，范围 = 255至32,767。当MSC_CTRL[3:2] = 10时，SMPL_CNTR寄存器利用24576 Hz的速率在每个输入时钟脉冲后提供一个总计数。在各同步输入信号的前沿，SMPL_CNTR寄存器复位至0x0000。表52. SMPL_CNTR（基地址 = 0x1C），读/写位描述 [15:0] 上一个输入时钟脉冲以来的数据采样数，二进制格式，0x0000 = 0 μs，40.69 μs/LSB，各输入时钟脉冲将此值复位为0x0000 直接采样控制当MSC_CTRL[3:2] = 01（参见表50）时，SYNC引脚上的时钟信号控制输出寄存器的更新速率。设置DIN = 0xB2C5可将ADIS16460配置为此模式，MSC_CTRL寄存器中其余默认设置保持不变。数字处理配置陀螺仪/加速度计图30显示了陀螺仪和加速度计的完整信号处理过程。使用内部采样时钟（MSC_CTRL[3:2] = 00，参见表50）时，内部采样系统以2048 SPS的速率产生新数据。 DEC_RATE寄存器（参见表53）提供用户可配置输入，用以针对输出寄存器中的更新速率控制抽取率。例如，设置DEC_RATE = 0x0009（DIN = 0xB609，然后DIN = 0xB700）可将抽取系数设为10，此设置把更新速率降至204.8 SPS，并会影响陀螺仪、加速度计和温度输出寄存器中的更新速率。表53. DEC_RATE（基地址 = 0x36），读/写位描述（默认值 = 0x0000） [15:11] 未使用，始终为0 [10:0] D，抽取率设置，线性，参见图30 数字滤波 FLTR_CTRL寄存器（参见表54）为用户提供对数字低通滤波器的控制。此滤波器包含两个级联均值滤波器，它们提供Bartlett窗口、FIR滤波器响应（见图29）。例如，设置FLTR_CTRL[2:0] = 100 (DIN = 0xB804)可将每级设为16抽头。当采用默认采样速率2048 SPS和零抽取(DEC_RATE = 0x00)时，此值将传感器带宽降至大约41 Hz。图29. Bartlett窗口、FIR滤波器频率响应（相位延迟 = N个采样点）表54. FLTR_CTRL（基地址 = 0x38），读/写位描述（默认值 = 0x0500） [15:9] 保留 [10:8] 传感器偏置估计时间系数(NBE) 设置范围 = 0至6 估计时间 = (1/2048) × 2(NBE + 11)（秒） [7:3] 保留 [2:0] 滤波器大小变量B，设置范围 = 0至6 各级抽头数：NB = 2B 滤波器响应参见图29 图30. 传感器采样和频率响应框图校准 ADIS16460的机械结构和组装工艺使每个传感器均具有出色的位置和对准稳定性，即使经受温度循环、冲击、振动和其它环境条件后，仍然稳定如初。工厂校准包括在整个温度范围内对各陀螺仪和加速度计进行动态测试，从而产生传感器特定的校正公式。陀螺仪 X_GYRO_OFF（见表55）、Y_GYRO_OFF（见表56）和Z_GYRO_OFF（见表57）寄存器分别提供X轴、Y轴和Z轴陀螺仪的用户可编程偏置调整函数。图31显示，这些寄存器各自的偏置校正系数对各传感器的输出寄存器中的数据有直接影响。图31. 用户校准，陀螺仪和加速度计表55. X_GYRO_OFF（基地址 = 0x40），读/写位描述（默认值 = 0x0000） [15:0] X轴，陀螺仪偏移校正系数，二进制补码，1 LSB = 0.000625°／s，0°／s = 0x0000 表56. Y_GYRO_OFF（基地址 = 0x42），读/写位描述（默认值 = 0x0000） [15:0] Y轴，陀螺仪偏移校正系数，二进制补码，1 LSB = 0.000625°／s，0°／s = 0x0000 表57. Z_GYRO_OFF（基地址 = 0x44），读/写位描述（默认值 = 0x0000） [15:0] Z轴，陀螺仪偏移校正系数，二进制补码，1 LSB = 0.000625°／s，0°／s = 0x0000 陀螺仪偏置误差估计任何系统级校准功能都必须从估计偏置误差开始。偏置误差估计通常是在ADIS16460处于静态惯性工作状态下进行，涉及到收集陀螺仪数据的时间记录并求均值。与此估计相关的时间记录长度取决于目标精度。艾伦方差关系（参见图7）显示了偏置测量的均值时间与预期精度之间的权衡关系。振动、热梯度和电源不稳定性可能影响该过程的精度。陀螺仪偏置校正系数完成偏置估计后，将估计值乘以−1以改变其极性，再将其转换为偏移校正寄存器所需的数字格式（见表55、表56和表57），最后将校正系数写入校正寄存器。例如，设置X_GYRO_OFF = 0xFFF6 (DIN = 0xC1FF, 0xC0F6)即可将X轴偏置降低10 LSB (0.00625°／s)。单命令偏置校正设置GLOB_CMD[0] = 1（DIN = 0xBE01，参见表44）会让ADIS16460自动把来自后顾型连续偏置估计器(CBE)中的值加载到X_GYRO_OFF、Y_GRYO_OFF和Z_GYRO_OFF寄存器。 CBE的记录长度/时间与FLTR_CTRL[10:8]位（参见表54）相关。此估计的精度取决于估计期间（由FLTR_CTRL[10:8]给出）能否确保无旋转运动。加速度计 X_ACCL_OFF（见表58）、Y_ACCL_OFF（见表59）和Z_ACCL_OFF（见表60）寄存器分别提供X轴、Y轴和Z轴加速度计的用户可编程偏置调整函数。图31显示，这些寄存器各自的偏置校正系数对各传感器的输出寄存器中的数据有直接影响。表58. X_ACCL_OFF（基地址 = 0x46），读/写位描述（默认值 = 0x0000） [15:0] X轴，加速度计偏移校正系数，二进制补码，0.03125 mg/LSB，0 g = 0x0000 表59. Y_ACCL_OFF（基地址 = 0x48），读/写位描述（默认值 = 0x0000） [15:14] 不用 [13:0] Y轴，加速度计偏移校正系数，二进制补码，0.03125 mg/LSB，0 g = 0x0000 表60. Z_ACCL_OFF（基地址 = 0x4A），读/写位描述（默认值 = 0x0000） [15:14] 不用 [13:0] Z轴，加速度计偏移校正系数，二进制补码，0.03125 mg/LSB，0 g = 0x0000 加速度计偏置误差估计在静态条件下，将各加速度计放在其对重力的响应可以预测的位置。常用方法是测量各加速度计处于峰值响应位置（即±1 g是理想测量位置）时的响应。然后求取+1 g和−1 g加速度计测量结果的均值，以估算残余偏置误差。使用旋转方向上的多个点可以提高响应的精度。加速度计偏置校正系数完成偏置估计后，将估计值乘以−1以改变其极性，再将其转换为偏移校正寄存器所需的数字格式（见表58、表59和表60），最后将校正系数写入校正寄存器。例如，设置Y_ACCL_OFF = 0xFFF4 (DIN = 0xC7FF, 0xC6F4)即可将Y轴偏置降低12 LSB (0.375 mg)。撞击对准点设置MSC_CTRL[6] = 1（DIN = 0xB2C1，参见表50）即可使能此功能并保持DR和SYNC引脚的出厂默认设置。此功能用于以图32所示的点为基准执行撞击点转换。有关MSC_CTRL的更多信息参见表50。图32. 撞击点物理参考恢复工厂校准设置GLOB_CMD[1] = 1（DIN = 0xBE02，参见表44）即可执行工厂校准恢复功能，将陀螺仪和加速度计偏移寄存器复位到0x0000，并将所有传感器数据复位到0。该过程以自动更新闪存而结束，然后返回到正常数据采样和处理。应用信息安装技巧 ADIS16460封装支持安装到印刷电路板(PCB)或刚性外壳上，使用3颗M2或2-56机械螺丝，扭矩介于20到40英寸磅。设计ADIS16460的机械接口时，应避免将不必要的平移应力放在电气连接器上，因为它可能影响惯性传感器的偏置可重复性。当同一PCB也有对接连接器时，安装螺丝可能需要使用直通孔。图33显示了使用CLM-107-02系列中的一种连接器时PCB焊盘设计的详图。图33. 对接连接器设计详图电源考虑启动期间，当VDD达到1.6 V时，内部电源转换系统开始吸取电流。当VDD达到2.35 V时，内部处理器开始初始化。处理器启动后，VDD必须在128 ms内达到2.7 V。此外，若要关断内部处理器，务必使电源降至1.6 V以下。 VDD和GND上至少应使用10 µF电容。使用高质量多层陶瓷电容，并使其尽可能靠近ADIS16460连接器，可获得最佳效果。此电容有助于传感器实现最佳噪声性能。分线板 ADIS16IMU4/PCBZ分线板提供一个扁平电缆接口，用于轻松连接嵌入式处理器开发系统。图34所示为电气原理图，图35所示为此分线板的俯视图。 J2对接ADIS16460上的电气连接器，J1轻松对接1 mm扁平电缆系统。图34. ADIS16IMU4/PCBZ电气原理图图35. ADIS16IMU4/PCBZ俯视图图36. ADIS16IUMU4/PCBZ J1引脚分配基于PC的评估工具 ADIS16IMU4/PCBZ提供一种简单的方式来将ADIS16460连接到EVAL-ADIS评估系统，由此便可利用PC来评估基本功能和性能。欲了解更多信息，请访问以下wiki指南：在PC上评估ADIS1646x。估计相关位数主要输出数据寄存器为各惯性传感器提供16位分辨率，当内部滤波器不使用时，以及当收集ADIS16460载入输出寄存器的每个样本时，该分辨率对确保传感器关键特性是足够的。对于使用内部滤波的系统，辅助输出数据寄存器捕捉来自这些滤波器中的累加函数的位增长。此位增长的幅度取决于这两个寄存器的设置。利用变量设置（表53中的D、表54中的B）和以下公式计算求和函数的总数目(NS)，以及数据路径的相关位增长(NBG)： NS = D + 2B NBG = √NS 例如，若B = 5且D = 4，则内部数据路径的位增长为6位，这意味着各辅助寄存器仅有高6位（例如X_GYRO_LOW[15:10]）具有相关性。 NS = D + 2B = 4 + 25 = 36样本 NBG = √NS = √36 = 6位。当确定系统处理器中的整个数据路径需要多少位时，各传感器的稳定性也值得考虑。例如，保留陀螺仪辅助寄存器的6个最高有效位可提供0.000078125°／秒的数字分辨率，或大约0.28°／小时，这明显低于ADIS16460陀螺仪的运行中偏置稳定性。外形尺寸图37. 带连接器接口的14引脚模块封装[MODULE] (ML-14-5) 尺寸单位：mm

2020-5-14 16:26:35 评论举报罗颖