Noise Analysis of MEMS Gyroscopes by means of Alan Variance

تم في هذه المقالة إجراء نمذجة عشوائية لمركبات ضجيج جايروسكوبات وحدة القياسات العطالية Crossbow IMU400CD المصَّنعة بتقنية الـ MEMS باستخدام تشتت ألان، حيث تم تمييز ثالث مركبات عشوائية موجودة في ضجيج الحساسات بالإضافة إلى تقدير معاملات هذه المركبات، في حين أ َّن النشرة الفنية لم تذكر سوى مركبة واحدة. تمّكن معرفة النموذج العشوائي للضجيج من إدخاله كمركب من مركبات خرج النظام الملاحي وبالتالي يصبح بالإمكان تقديره في حال وجود قياسات مساندة لمنظام الملاحي مثل (GPS أو بوصمة مغناطيسية أو ...إلخ) ويتم بذلك تصحيح خرج الجايروسكوب. تعتبر الجايروسكوبات من الحساسات العطالية الأساسية التي تقوم عليها أنظمة الملاحة العطالية المستخدمة في جميع أنواع الملاحة (البرية والبحرية والجوية).ونظرا لتطبيقاتها الكثيرة والمنتشرة مايزال البحث جاريا على تطويرها للحصول على حجم أصغر وكلفة أقل حيث تطورت الجايروسكوبات تاريخياً من النماذج الكهيروميكانيكية التقليدية الكبيرة الحجم والباهظة الثمن وصولا إلى الجايروسكوبات الإلكترونية المكروية المصنعة بتقنية تدعى (Micro Electro Mechanical System (MEMS لكن بالمقابل تعاني الجايروسكوبات MEMS من الدقة المنخفضة إذا ما قورنت بالأنواع الأخرى وذلك نتيجة للأخطاء الكثيرة التي تظهر على خرجها وعلى وجه الخصوص الأخطاء العشوائية التي لا يمكن حذفها بمنهجيات المعايرة المعروفة، لذلك تصنف على أنها أنواع من الضجيج أو العمليات العشوائية Random Process حيث يتم نمذجتها باستخدام تقنيات النمذجة العشوائية Random Modeling لتحديد وتمييز أنواع الضجيج الموجودة في خرج الحساس. ومن أشهر هذه التقنيات طريقة تشتت ألان

In this paper, A random modeling has been performed for gyroscopes' components noise in unit measurements inertial Crossbow IMU400CD MEMS by Alan Variance. Three random components were discriminated in the noise sensors in addition to the estimated coefficients of these components, while the technical bulletin did not mention but one component. Knowing the random noise type gives the ability to use it as an output component of the navigational system; estimating it with the navigation support means such as GPS or magnetic compass or ... etc. enables to correct gyroscopes out. Inertial sensors Gyroscopes are gaining nowadays more and more research interest in a variety of transport fields (i. e. land, sea and air). Recent efforts are going towards developing those traditional electromechanical models to electronic manufacturer microenvironment technology called Micro Electro Mechanical System (MEMS). But in return MEMS gyroscopes suffer precision low when compared to other types as a result of errors, many appear on the output of particular random errors that can't be deleted methodologies calibration known, so it is classified as a type of noise or random processes where they are modeled using random modeling techniques stochastic Modeling to identify and distinguish types of noise in the sensor output. Among the most famous of these techniques mode Allan Variance (AV).