MEMS IMU 的誤差一是來(lái)源于慣性傳感器自身的誤差，二是 IMU 在集成過(guò) 程中產(chǎn)生的誤差，兩種誤差的具體分類及各誤差因素解釋如下。

MEMS IMU 的總誤差中，安裝誤差和溫度是 MEMS 微慣性組合的主要誤差源，這兩種因素所引起的誤差通常占系統(tǒng)總誤差的 90%以上，同時(shí)由于硅基 MEMS 慣性器件的加工工藝特殊性， MEMS 體硅制造工藝也會(huì)導(dǎo)致輸出誤差， 下面將從 MEMS 體硅制造工藝產(chǎn)生的誤差、溫度誤差和安裝誤差三個(gè)方面進(jìn)行介紹。

零偏

MEMS 慣性傳感器零偏參數(shù)誤差主要包含零偏，零偏穩(wěn)定性與重復(fù)性導(dǎo)致的誤差。其中零偏和零偏重復(fù)性導(dǎo)致 的誤差可以在初始對(duì)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行消除。零偏穩(wěn)定性反映了傳感器在一定輸入的條件下，其輸出隨時(shí)間的漂移程 度，它與傳感器自身的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)，外界條件的影響有關(guān)，主要條件為溫度。

刻度因數(shù)

由于 MEMS 加速度計(jì)和 MEMS 陀螺通過(guò)刻度因數(shù)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，因此刻度因數(shù)的誤差將直接帶來(lái)測(cè)量的系統(tǒng)偏差。刻度因數(shù)的誤差分為非線性誤差和溫度 漂移兩類。

非敏感軸互耦誤差

敏感軸互耦誤差指的是傳感器非敏感軸上有輸入時(shí)產(chǎn)生的誤差輸出。產(chǎn)生非敏感軸互耦誤差的原因多是由于傳 感器本身結(jié)構(gòu)的存在一定的非正交性或者說(shuō)有一定的非垂直度。

加速度靈敏度

微陀螺的敏感加速度的輸出，這是一個(gè)誤差項(xiàng)。由于微陀螺多是基于機(jī)械振動(dòng)的陀螺，因此可能會(huì)受到加速度 的影響。特別是在某些具有較大加速度的應(yīng)用條件時(shí)。

啟動(dòng)漂移

MEMS 慣性傳感器在啟動(dòng)后輸出隨時(shí)間發(fā)生的漂移，表征為輸出不穩(wěn)定，漂移時(shí)間從半小時(shí)到數(shù)個(gè)小時(shí)不等， 在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)由于漂移，使得傳感器的零偏穩(wěn)定性參數(shù)變差，產(chǎn)生額外的誤差，需要較長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱準(zhǔn)備過(guò) 程。

隨機(jī)噪聲

MEMS 慣性傳感器的隨機(jī)噪聲主要是結(jié)構(gòu)的隨機(jī)噪聲和電路的隨機(jī)噪聲兩種，其中結(jié)構(gòu)的隨機(jī)噪聲主要是機(jī)械 熱噪聲(布朗噪聲)，電路的隨機(jī)噪聲則包括熱噪聲，g-r 噪聲，1/f 噪聲，散粒噪聲等，其中機(jī)械熱噪聲和電路 的熱噪聲對(duì)微傳感器性能影響較大，是主要的研究對(duì)象 機(jī)械熱噪聲的根源是周圍氣體或液體分子對(duì)機(jī)械顆粒的隨機(jī)碰撞即布郎力作用。這種作用對(duì)宏觀結(jié)構(gòu)的影響是 可以忽略的，但是對(duì)于微米甚至納米量J的 MEMS 系統(tǒng)則不可忽略，該噪聲直接影響了 MEMS 器件的靈敏度 和分辨率，并且增加了測(cè)量時(shí)的隨機(jī)誤差。 電路熱噪聲的來(lái)源是在J對(duì)溫度為零度以上的導(dǎo)體中的載流子都在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，這種無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)疊 加在載流子的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)之上，就引起了電流偏離平均值的起伏，而導(dǎo)致電壓的起伏