Современная электроника №3/2024

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2024 Точность и стабильность инерциальных датчиков KTP Этой статьёй мы продолжаем серию публикаций об инерциальных датчиках , поставляемых в РФ под торговой маркой KTP. Вниманию читателя предлагается анализ протоколов заводских приёмочных испытаний серийных партий продукции . Установлены реально достижимые показатели точности и стабильности МЭМС гироскопов и акселерометров . Приведённая информация будет полезна разработчикам инерциальных навигационных систем и систем стабилизации при выборе перспективной ЭКБ . Александр Бекмачев В условиях временного дефицита оте - чественных инерциальных датчиков потребители проявляют вполне обо - снованную настороженность при выбо - ре замен , особенно при рассмотрении новых брендов или иностранных произ - водителей с корнями вЮго - Восточной Азии . Переход на иную компонентную базу , в первую очередь , связан с необ - ходимостью адаптации схемотехники и ПО , поскольку не всегда удаётся замена Pin-to-Pin или Drop-In. Другой препят - ствующий фактор – это предубеждение по отношению к « восточным » товарам , перенесённое с продукции лёгкой про - мышленности и « ширпотреба ». Свою роль сыграл и ранний негативный опыт применения ЭКБ «Made in China», ори - ентированной на бытовую электронику низшего ценового диапазона . Таким образом , новому бренду на рын - ке требуется преодолеть предубеждение и завоевать доверие , подтвердив факти - ческое соответствие характеристик про - дукции тем параметрам , которые заявле - ны в ТУ , и показать повторяемость этих характеристик от партии к партии . Эффективным способом преодоления недоверия является организация срав - нительных испытаний , когда потре - битель вместе с образцами продукции получает протокол и методику приё - мочных испытаний от производителя . Результатом « доказательной эксплуата - ции » являются объективные основания для принятия решения об уровне тех - ники ЭКБ , предлагаемой к внедрению . Дополнительными факторами форми - рования непредвзятого отношения к новому бренду становятся « истории успеха » – публично доступные данные об использовании компонентов в про - ектах и изделиях других потребителей , а также возможность получения рас - ширенной статистики за счёт анализа характеристик компонентов из других производственных партий , которые зна - чительно разнесены по дате выпуска . Опыт показывает , что методики испытаний инерциальных датчиков , принятые у зарубежного производите - ля , далеко не всегда полностью совпа - дают с режимами и циклограммами эксплуатации у потребителя в РФ . То же касается и терминологии , описыва - ющей ключевые параметры компонен - тов . Объём и состав предоставляемой зарубежным производителем докумен - тации , обычно это Datasheet ( краткие ТУ ) и User Manual ( руководство поль - зователя ), также не всегда отвечают ожиданиям потребителя . Эти доку - менты зачастую содержат долю рекла - мы и « мелкого шрифта »: информации , требующей уточнения . В такой ситуа - ции важно иметь прямой контакт со службой технической поддержки про - изводителя или его официального представителя в РФ для получения кон - сультаций , разъяснений , технического сопровождения , адаптации к условиям эксплуатации или даже заказа специ - альных версий стандартных изделий . В качестве демонстрации читателю предлагается оценить информацию , доступную для первичного анализа при выборе зарубежных инерциаль - ных датчиков , на реальных примерах . В нашем распоряжении имеет - ся репрезентативная выборка : набор верифицированных данных для двух типов инерциальных датчиков , постав - ляемых в РФ под брендом KTP. Это протоколы заводских приёмочных испытаний одноосныхМЭМС гироско - пов H111-300 , 4 партии 2023 года выпу - ска , от 3 до 80 шт . в партии , всего 150 шт . Второй блок информации – прото - колы приёмочных испытаний 6- ком - понентных инерциальных МЭМС модулей M301 (3 гироскопа + 3 акселе - рометра ), 5 партий 2023 года выпуска , от 13 до 34 шт . в партии , всего 100 шт . Отправной точкой для анализа явля - ются краткие ТУ и методика испыта - ний , полученная от производителя для части параметров . В упомянутых выше протоколах содержатся не все данные из кратких ТУ , а только те , которые производитель считает необ - ходимым контролировать . Остальные параметры обеспечиваются технологи - ей и подтверждаются периодическими испытаниями , так называемой « ква - лификацией производства », или же Рис . 1. Внешний вид гироскопа H111-300 Таблица 1. Основные характеристики гироскопа H111-300 Параметр Ед . изм . Значение Диапазон измерений °/c ±300 Смещение нуля / Начальное смещение нуля °/ с –0,5…0,5 Кратковременная стабильность смещения ( нулевого сигнала ), 1 σ °/ ч 10 Случайный угловой уход / Блуждание угла °/ √ч ≤ 0,2 Масштабный коэффициент ( МК ) LSB / (°/ с ) 10 000±500 Погрешность масштабного коэффициента ( МК ) / Нелинейность передаточной характеристики % от МК ≤ 0,1 Разрешающая способность °/ с 0,005 Порог чувствительности °/ с 0,005 Полоса пропускания (–3 дБ ) Гц 120 Диапазон рабочих температур ° С –40...+85 Стойкость к ударам g 2000 Напряжение питания В 5,0±0,1 Потребляемая мощность мВт ≤ 150 Интерфейс – SPI Размеры корпуса мм 24×20×10,2