Quadrature error compensation and its effects on the performance of fully decoupled mems gyroscopes
Ofset hatasının giderilmesi ve bunun tamamıyla etkileşimsiz dönüölçer performansına etkileri
- Tez No: 269059
- Danışmanlar: PROF. DR. TAYFUN AKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Bu tez literatürde ilk defa ofset hatasının giderilmesinin tamamıyla etkileşimsiz dönüölçer performansına etkisine ve ofset hatasının kaynaklarına dair deneysel veri sunmaktadır. Tamamıyla etkileşimsiz bir dönüölçerde ofset hatasının giderilmesi için sadece diferansiyel DC potansiyellerle çalışan özel ofset giderme parmak yapısı tasarlanmıştır. Bilerek yay hatası yerleştirielen dönüölçerler, SOG üretim tekniğine göre daha yüksek verimli ve daha düzenli üretim imkanı sunan SOG tabanlı SOI üretim yöntemiyle üretilmiştir. Testler ofset giderme özelliği olan tamamıyla kapalı dongü sistemin beklendiği gibi çalıştığını göstermiştir. Ofset giderme devresi ile birlikte dönüölçer performans parametrelerinden sabit kayma kararsızlığında 7.8 kata kadar, açısal rastgele kaymasında (ARK) 10 kata kadar ve çıkış ofsetinde 800 kata kadar iyileşme olduğu gösterilmiştir. Asıl performans artış miktarı daha da fazladır çünkü bazı duyargalar ofset giderme devresi olamadan çalıştırılamamakta ve o duyargalar performans artış hesabına katılmamıştır. En iyi elde edilen performans sabit kayma kararsızlığı olarak 0.39?/saat ve ARK olarak 0.014?/?saat'tir ve bu duyarga için teorik ARK sınırı 0.012?/?saat'tir. En düşük çalışma bandı 70Hz ve tipik olarak 80Hz-100Hz arasında değişmektedir. Dönüölçerlerin çalışma aralığı ±100?/sn olarak ölçülmüştür fakat en az ±150?/sn'ye çıkabilecekleri öngörülmektedir. Ölçümler ofset hatasının azaltılmasında yay tasarımının önemli olduğunu göstermiştir. Ofset hatası dönüölçerler için en enömli hata kaynağı olarak bulunmuştur ve 1?/saat'in altına giden dönüölçer performansı yolunda bu hatanın kesinlikle giderilmesi gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis, for the first time in the literature, presents the effect of quadrature error compensation on the performance of a fully decoupled MEMS gyroscope and provides experimental data on the sources of quadrature error. Dedicated quadrature error cancellation electrodes operating with only differential DC potentials are designed. Gyroscopes with intentionally placed imperfections are fabricated with SOG based SOI process which provides higher yield and uniformity compared to SOG process. Tests show that the fully closed loop system with quadrature cancellation operates as expected. Gyroscope performance is improved up to 7.8 times for bias instability, 10 times for angle random walk (ARW) and 800 times for output offset with quadrature cancellation. The actual improvement is higher since some sensors cannot be operated without quadrature cancellation and they are not included in improvement calculations. The best obtained performance is bias instability of 0.39?/hr and ARW of 0.014?/?hr with theoretical ARW limit of 0.012?/?hr. The minimum bandwidth is 70Hz but typically varies between 80Hz-100Hz. The gyroscopes have a measured range of ±100?/sec but at least ±150?/sec is possible. The measurements show that spring design is significant to reduce the quadrature error. Quadrature error is found to be the major error source of gyroscopes and in the path to sub degree per hour gyroscopes, it should absolutely be compensated.
Benzer Tezler
- Comparison of three IPMSM sensorless position estimation methods through simulations and experiments
İç sabit mıknatıslı senkron motorlarda üç sensörsüz konum tahmini yönteminin simülasyonlar ve deneyler aracılığı ile karşılaştırılması
KAAN BAYKA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Algorithms for interference immunity and efficient radio resource utilization in wireless communications systems
Kablosuz iletişim sistemlerinde girişim direnci ve verimli radyo kaynağı kullanımı için algoritmalar
ARMED TUSHA
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ARSLAN
- Implementation of an OFDM based underwater acoustic modem
OFDM tabanlı bir sualtı akustik modeminin gerçeklenmesi
EMRECAN DEMİRÖRS
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. HAYRETTİN KÖYMEN
- Array processing and optimization techniques of beamforming and resource allocation for enhanced spectral efficiency in 5g and beyond systems
5g ve ötesı sıstemlerının hüzmeleme ve spektral verımlılığının vektör íşleme ve optımızasyon ıle gerçekleştırılmesı
NANN WIN MOE THET NANN WIN MOE THET
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği ve Siber Sistemler Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. MEHMET KEMAL ÖZDEMİR
- Analytical and experimental study of imperfections, stress, and temperature effects in circular MEMS gyroscopes
Yapısal kusurlar, stres ve sıcaklığın dairesel MEMS dönü-ölçerlere etkilerinin analitik ve deneysel olarak çalışılması
MEHRAN HOSSEINI PISHROBAT
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. ERDİNÇ TATAR