MEMS IMU 误差类型

MEMS IMU 的误差一是来源于惯性传感器自身的误差，二是 IMU 在集成过 程中产生的误差，两种误差的具体分类及各误差因素解释如下。

MEMS IMU 的总误差中，安装误差和温度是 MEMS 微惯性组合的主要误差源，这两种因素所引起的误差通常占系统总误差的 90%以上，同时由于硅基 MEMS 惯性器件的加工工艺特殊性， MEMS 体硅制造工艺也会导致输出误差， 下面将从 MEMS 体硅制造工艺产生的误差、温度误差和安装误差三个方面进行介绍。

零偏

MEMS 惯性传感器零偏参数误差主要包含零偏，零偏稳定性与重复性导致的误差。其中零偏和零偏重复性导致 的误差可以在初始对准时进行消除。零偏稳定性反映了传感器在一定输入的条件下，其输出随时间的漂移程 度，它与传感器自身的设计与结构，外界条件的影响有关，主要条件为温度。

刻度因数

由于 MEMS 加速度计和 MEMS 陀螺通过刻度因数进行信号转换，因此刻度因数的误差将直接带来测量的系统偏差。刻度因数的误差分为非线性误差和温度 漂移两类。

非敏感轴互耦误差

敏感轴互耦误差指的是传感器非敏感轴上有输入时产生的误差输出。产生非敏感轴互耦误差的原因多是由于传 感器本身结构的存在一定的非正交性或者说有一定的非垂直度。

加速度灵敏度

微陀螺的敏感加速度的输出，这是一个误差项。由于微陀螺多是基于机械振动的陀螺，因此可能会受到加速度 的影响。特别是在某些具有较大加速度的应用条件时。

启动漂移

MEMS 惯性传感器在启动后输出随时间发生的漂移，表征为输出不稳定，漂移时间从半小时到数个小时不等， 在这个时间段内由于漂移，使得传感器的零偏稳定性参数变差，产生额外的误差，需要较长时间的预热准备过 程。

随机噪声

MEMS 惯性传感器的随机噪声主要是结构的随机噪声和电路的随机噪声两种，其中结构的随机噪声主要是机械 热噪声(布朗噪声)，电路的随机噪声则包括热噪声，g-r 噪声，1/f 噪声，散粒噪声等，其中机械热噪声和电路 的热噪声对微传感器性能影响较大，是主要的研究对象 机械热噪声的根源是周围气体或液体分子对机械颗粒的随机碰撞即布郎力作用。这种作用对宏观结构的影响是 可以忽略的，但是对于微米甚至纳米量级的 MEMS 系统则不可忽略，该噪声直接影响了 MEMS 器件的灵敏度 和分辨率，并且增加了测量时的随机误差。 电路热噪声的来源是在绝对温度为零度以上的导体中的载流子都在做无规则的热运动，这种无规则的热运动叠 加在载流子的有规则运动之上，就引起了电流偏离平均值的起伏，而导致电压的起伏