Printre indicatorii de bază de performanță ai unui giroscop MEMS cu axă dublă{0}, stabilitatea de polarizare zero (exprimată de obicei în grade /h, de exemplu, 0,5 grade /h) este factorul cheie care determină limita superioară a preciziei sale. Stabilitatea de polarizare zero este definită ca gradul de derive a semnalului de ieșire în jurul valorii medii atunci când giroscopul nu este sub nicio viteză unghiulară de intrare (stare statică), care reflectă în esență efectul combinat al zgomotului intern și al erorilor de sistem ale giroscopului. Mai simplu spus, stabilitatea de polarizare zero determină direct capacitatea giroscopului de a percepe starea statică-cu cât stabilitatea de polarizare zero este mai bună, cu atât semnalul de ieșire este mai stabil și eroarea de măsurare este mai mică; invers, deriva de polarizare zero va fi direct suprapusă valorii măsurate efective, ducând la o scădere semnificativă a preciziei. Acest impact este deosebit de important în scenariile care necesită funcționare pe termen lung și performanță de-înaltă precizie.
În primul rând, stabilitatea de polarizare zero domină în mod direct precizia-măsurării pe termen lung prin efectul de acumulare a erorilor. Funcția de bază a unui giroscop MEMS cu axă dublă-este măsurarea vitezei unghiulare, în timp ce informațiile unghiulare trebuie obținute prin integrarea vitezei unghiulare în timp. Dacă există o deviere de polarizare zero, chiar și o eroare de părtinire zero mică se va acumula continuu în timpul procesului de integrare și va evolua în eroare unghiulară. De exemplu, un giroscop cu o stabilitate de polarizare zero de 0,5 grade/h va genera o eroare unghiulară de cel mult 0,5 grade după 1 oră de funcționare continuă, cauzată exclusiv de deriva de polarizare zero. În schimb, un produs cu o stabilitate de polarizare zero de numai 5 grade/h își va vedea eroarea unghiulară cumulându-se la 5 grade în decurs de 1 oră și chiar atinge 50 de grade după 10 ore, ceea ce este complet incapabil să îndeplinească cerințele de-control de înaltă precizie a atitudinii. În scenariile care necesită-funcționare stabilă pe termen lung-cum ar fi flotarea UAV, navigarea inerțială și poziționarea roboților industriali-o astfel de acumulare de erori va duce direct la abaterea atitudinii echipamentului, inexactitatea poziționării și chiar declanșarea defecțiuni operaționale.
În al doilea rând, stabilitatea de polarizare zero afectează acuratețea calculului atitudinii cu două-axe, subminând astfel sinergia preciziei. Un giroscop MEMS cu două-axe este conceput în primul rând pentru a monitoriza schimbările de atitudine de-a lungul axelor de înclinare și rulare. Deviația de polarizare zero a celor două axe va interfera una cu cealaltă, ducând la abateri în modelul de calcul al atitudinii. În aplicațiile practice, controlul atitudinii echipamentelor se bazează pe calculul coordonat al datelor privind viteza unghiulară de la cele două axe. Dacă există o deplasare mare de zero pe una dintre axe, aceasta va fi apreciată greșit ca o schimbare reală de atitudine, care, la rândul său, face ca sistemul de control să facă ajustări incorecte.
De exemplu, în scenariul condusului inteligent, dacă deviația zero a giroscopului duce la o evaluare greșită a unghiului de înclinare, poate determina sistemul adaptiv de croazieră al vehiculului să identifice incorect panta, ceea ce duce la o accelerare sau decelerare anormală. În dispozitivele AR/VR, deviația de părtinire zero va face ca scena virtuală să fie nealiniată cu atitudinea reală, subminând experiența imersivă. Numai atunci când stabilitatea de polarizare zero este suficient de excelentă poate fi asigurată consistența datelor de ieșire ale celor două axe, oferind o bază de încredere pentru calculul precis al atitudinii.
În plus, stabilitatea de polarizare zero determină capacitatea anti-interferentă a giroscopului împotriva perturbărilor de mediu, afectând astfel indirect păstrarea preciziei în scenarii complexe. Sursele de bază ale derivării de polarizare zero includ zgomotul termic intern, variațiile mecanice ale tensiunii structurale și interferența electromagnetică. Un giroscop MEMS cu axă dublă-cu stabilitate excelentă de polarizare zero adoptă de obicei procese avansate de ambalare (cum ar fi ambalarea TSV 3D) și algoritmi de compensare a temperaturii pentru a reduce semnificativ impactul factorilor de mediu asupra părtinirii zero.
De exemplu, într-un interval larg de temperatură de la -40 grade până la 125 grade, eroarea de derive a temperaturii a produselor cu stabilitate ridicată la zero poate fi controlată cu 0,2%/grad, în timp ce cea a produselor cu stabilitate scăzută la zero poate depăși 1%/grad, rezultând în salturi semnificative de precizie la temperaturi extreme. În plus, în mediile de câmp industrial cu vibrații și interferențe electromagnetice, polarizarea zero a produselor cu stabilitate scăzută a polarizării zero va fluctua brusc, ducând la o scădere drastică a preciziei măsurătorii; dimpotrivă, produsele cu stabilitate ridicată la zero polarizare pot menține o precizie stabilă prin caracteristicile lor de ieșire consistente.
În cele din urmă, stabilitatea de polarizare zero definește în mod direct gradul de precizie al giroscopului pentru scenarii de aplicare specifice. Diferitele câmpuri prezintă variații semnificative în cerințele de precizie pentru giroscoapele MEMS cu două-axe, iar stabilitatea de polarizare zero servește ca indicator de bază pentru clasificarea gradelor de precizie: produsele cu o stabilitate de polarizare zero mai mică sau egală cu 1 grad /h pot satisface cerințele unor scenarii de-până la -6}precizie{5}înaltă, cum ar fi precizia medie, conducere inteligentă, navigație de precizie cu UAV și robotică industrială; produsele cu o stabilitate de polarizare zero variind de la 5 grade/h la 10 grade/h sunt potrivite numai pentru scenarii de electronice de larg consum cu cerințe de precizie scăzute, inclusiv rotația ecranului telefonului mobil și detectarea generală a mișcării jocului; dacă stabilitatea de polarizare zero depășește 10 grade/h, giroscopul poate să nu satisfacă nevoile de bază de detectare a atitudinii. Prin urmare, stabilitatea de polarizare zero nu este doar un factor cheie care afectează precizia, ci și un prag de bază care determină limitele de aplicare ale giroscopului.
În rezumat, stabilitatea de polarizare zero a unui giroscop MEMS cu axă dublă-domină în mod direct performanța de precizie prin trei dimensiuni de bază: efectul de acumulare a erorilor, sinergia calculului atitudinii și capacitatea de anti-interferențe de mediu, definind în același timp gradul de precizie al scenariilor aplicabile. Pentru aplicațiile de-înaltă precizie, îmbunătățirea stabilității de polarizare zero (de exemplu, optimizarea de la 5 grade/h la 0,5 grade/h) reprezintă o direcție tehnică critică pentru a reduce erorile de măsurare și pentru a asigura funcționarea stabilă și fiabilă a echipamentului.