Перейти к содержанию
    

инклинометр на МЭМС-акселерометре

Добрый день, коллеги.

Начинаю работать над инклинометром, который планируется использовать для контроля отклонений стен здания. Из исходных данных - желательная разрешающая способность 0.01 град, максимальное отклонение - не более 1 град. Планируются долговременные измерения (месяцы) с однократной установкой датчика в 0 после монтажа. Смотрю в сторону МЭМС-акселерометров, но сильно смущает нестабильность ухода 0 во времени. С приличными показателями нашел навскидку пару моделей от Calibrys (например, этот), но стоят они космических денег. Кто применял МЭМС-акселерометры общего назначения (от ST, AD) в подобных задачах, подскажите, реально с ними один раз выставиться в 0 и потом месяцы относительно этого положения измерять? Собственный уход до 0.1град в год устроит.
 

Изменено пользователем bornbash

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 hour ago, MegaVolt said:

Посмотрите SCA100-SCA103 может дешевле будут.

Спасибо, посмотрел. Там целый класс датчиков-инклинометров. Да, они существенно дешевле colibrys'ов, но все равно стоят от $40 и выше. И с доступностью есть сложности.

 

А говорить о долговременной временной стабильности с чем-нибудь типа LSM6DS1 и ему подобным (при условии индивидуальной температурной калибровки при изготовлении) не приходится?

Изменено пользователем bornbash

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

есть сомнения, что датчиком для определения поднесения телефона к уху (стоимостью пару $) можно заменить прецизионный датчик за сотни баксов

я сам не совсем в теме - там много математики, а я больше с железом вожусь. в приложении, где датчики используются доли секунды заметна разница между 500$ и 100$ (это минимум, который мы смогли использовать)

но даже если предположить, что есть какие-то более лучшие алгоритмы и/или для инклинометра можно фильтровать лучше, чем для движущегося объекта... ну уже бы давно поразорялись бы фирмы, делающие дорогие датчики

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, bornbash сказал:

А говорить о долговременной временной стабильности с чем-нибудь типа LSM6DS1 и ему подобным (при условии индивидуальной температурной калибровки при изготовлении) не приходится?

Приходится, те что попадались в единичных экземплярах достаточно стабильны(на уровне собственных шумов), но вы же понимаете, что никто ничего не гарантирует. А одной  из составляющих цены датчиков Colibris как раз и является гарантия.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

С таким жабоудушением логично подумать о самостоятельной поделке из опилок, т.е. отвес и емкостной датчик.

Изменено пользователем Plain

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 hours ago, bornbash said:

Спасибо, посмотрел. Там целый класс датчиков-инклинометров. Да, они существенно дешевле colibrys'ов, но все равно стоят от $40 и выше. И с доступностью есть сложности.

 

Стоимость сенсора $40 это совсем не дорого.  Но вдруг у Вас требования совсем несерьезные, напишите:

1) диапазон температур

2) частота измерений

3) точность измерений

4) долговременная стабильность.

С шумами можно бороться, с температурными уходами-тоже, разрешающая способность вообще не проблема. А вот долговременная стабильность- это уже сложнее, тут не скомпенсируешь если исходный датчик плохой.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

59 minutes ago, Ruslan1 said:

Но вдруг у Вас требования совсем несерьезные

Примерные требования привел ниже

1. Диапазон температур -10...+60

2. Частота измерений -  1 Гц

3. Точность измерений - не хуже 0.05 град (до 0.1 скрепя сердце :))

4. Долговременная стабильность - не хуже 0.1 град/год

Задача действительно формулируется скорее как сделать инклинометр, который можно произвести мелкой серией порядка 100-200 шт. При этом крайне желательно остаться в $50 по себестоимости за штуку готового устройства.  Т.к. опыта работы с измерением углов не имею, пытаюсь для себя прояснить здесь - задача с учетом вышеуказанных требований выглядит утопично или можно побороться? Если такое ограничение в цене наносит непоправимый "ущерб" метрологическим характеристикам датчика, и я смогу получить только что-то в районе +-90 град с точностью 2-3 град, тогда, конечно, буду биться за бюджет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

13 minutes ago, bornbash said:

Примерные требования привел ниже

1. Диапазон температур -10...+60

2. Частота измерений -  1 Гц

3. Точность измерений - не хуже 0.05 град (до 0.1 скрепя сердце :))

4. Долговременная стабильность - не хуже 0.1 град/год

У MEMS акселерометров дикая чувствительность на гелий. Вот ссылка на нашумевшую в свое время статью - https://www.reddit.com/r/sysadmin/comments/9mk2o7/mri_disabled_every_ios_device_in_facility/

Шум акселерометров c полосой 100 Гц после фильтрации будет около 0.05 град.
Но с учетом воздействия на них внешней среды из-за их корпусирования вы точно не получите стабильность в 0.1 град в течении даже недели.  

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 hours ago, bornbash said:

Задача действительно формулируется скорее как сделать инклинометр, который можно произвести мелкой серией порядка 100-200 шт. При этом крайне желательно остаться в $50 по себестоимости за штуку готового устройства.

Это только стоимость материалов (деталек и корпуса), сюда не входит больше ничего?  Тогда посчитайте остальные части устройства (плата, питание, интерфейс, корпус, крепление корпуса к поверхности). И скажите, сколько денег у Вас осталось на датчик.

Посмотрите МЕМС акселерометры с цифровым выходом, сейчас много хорошего-дешевого у Аналог Девайса, да и не только. Еще есть очень неплохие электролитические сенсоры, например такие.

Лично я люблю SCA103T. У них Long term Stability 0.004°, компенсацию температуры можно сделать. Согласно даташиту, напрямую по цифре дает разрешение 0.009°, noise density 0.0004°/sqrt(Hz). Это отправная точка по цене-параметрам, попробуйте найти дешевле и хуже (но в пределах Вашего техзадания).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

19 hours ago, Ruslan1 said:

Лично я люблю SCA103T.

Вы уже второй человек, который о них упоминает.  Буду считать бюджет :yes:

Премного благодарен.

 

Изменено пользователем bornbash

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

19 часов назад, Ruslan1 сказал:

SCA103T. У них Long term Stability

Это когда "они" были финнами, а сейчас без гарантий.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

26 minutes ago, vladec said:

Посмотрите, на всякий случай еще SCL3300-D01 от Murata 

Кстати да. Если новую разработку делать, то такие сенсоры с питанием 3.3 вольта предпочтительнее чем 5-вольтовые SCA100/SCA103. Но опять же смотря что за устройство делаете, часто 5 вольт все равно присутствует.

Важное замечание- хорошо бы найти инструкцию от производителя как корректировать температурные зависимости (чуствительность). У SCA103 этот полином 3-го порядка описан в документации, у других нужно смотреть и иногда просто спрашивать производителя, они с удовольствием отвечают если такая возможность (калибровка по полиному) существует. Можно даже самостоятельно набрать статистику в термокамере и попробовать построить полином.

Все зависит от задачи. может и нескорректированных значений хватает, особенно если работать в области нулевого наклона +/- несколько градусов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

7 hours ago, vladec said:

Посмотрите, на всякий случай еще SCL3300-D01

 

6 hours ago, Ruslan1 said:

хорошо бы найти инструкцию от производителя как корректировать температурные зависимости

 Таки да. Поизучал SCL3300 (низкий поклон to ruslan and vladec), выглядит заманчиво. В даташите указаны ошибка смещения в полном температурном диапазоне и температурный дрифт (см. прикрепленный файл). Эти сведения позволяют оценить итоговую погрешность во всем температурном диапазоне, но не скомпенсировать её. В документации по поводу термокомпенсации ничего не нашел. Есть ли способ термокомпенсироваться, кроме как самому в термокамере снимать зависимости ускорений по осям от тем-ры?

 

Quote

может и нескорректированных значений хватает, особенно если работать в области нулевого наклона +/- несколько градусов.

Ммм, а в области нулевого наклона дрейф нуля от тем-ры будет меньше?! И что имеется ввиду под нулевым наклоном - ведь в зависимости от того, как будет располагаться датчик одна из осей будет близка к 1g, а две прочие будут в районе 0g. Или речь про изменение углового положения относительно начального значения?

image.png

Изменено пользователем bornbash

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...