ইনর্শিয়াল নেভিগেশন, ড্রোন নিয়ন্ত্রণ এবং স্মার্ট পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলির মতো ক্ষেত্রগুলিতে, MEMS জাইরোস্কোপগুলির পরিমাপের নির্ভুলতা সরাসরি সিস্টেমের কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে। তবে, প্যাকেজিং স্ট্রেস, তাপমাত্রা পরিবর্তন এবং শূন্য-পক্ষপাতের ত্রুটির মতো কারণগুলির কারণে, MEMS জাইরোস্কোপগুলি কারখানা থেকে বের হওয়ার পরে ডেটা বিচ্যুতির প্রবণতা দেখায়। তাপমাত্রা- নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবল, ডেডিকেটেড ক্যালিব্রেশন সরঞ্জাম হিসাবে , আদর্শ পদ্ধতিগুলির মাধ্যমে সিস্টেমের ত্রুটিগুলি দূর করতে পারে, যা জাইরোস্কোপকে তার সর্বোত্তম পরিমাপের অবস্থায় ফিরিয়ে আনতে দেয়। এই নিবন্ধটি একটি তাপমাত্রা- নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবল ব্যবহার করে MEMS জাইরোস্কোপগুলি ক্যালিব্রেট করার মূল পদক্ষেপ এবং মূল প্রযুক্তিগুলি বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করে, যা প্রকৌশলীদের ক্যালিব্রেশন কাজটি দক্ষতার সাথে সম্পন্ন করতে সহায়তা করে।

I. ক্যালিব্রেশনের আগে প্রস্তুতি: সরঞ্জাম এবং পরামিতিগুলির দ্বৈত যাচাইকরণ

সঠিক ক্যালিব্রেশনের জন্য একটি স্থিতিশীল পরীক্ষার পরিবেশ প্রয়োজন, এবং মূল প্রস্তুতিমূলক কাজটি "সরঞ্জাম মেলানো" এবং "অবস্থা রিসেট" এর চারপাশে ঘোরে:

সরঞ্জাম নির্বাচন এবং সংযোগ : একটি তাপমাত্রা-নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবল নির্বাচন করুন যার কৌণিক হার পরিসীমা জাইরোস্কোপ পরিমাপের পরিসীমা কভার করে (সাধারণত ±1000°/s থেকে ±20000°/s) এবং কৌণিক অবস্থান নির্ভুলতা ≤0.001° ; টার্নটেবল এবং জাইরোস্কোপের মধ্যে একটি RS485/USB ইন্টারফেসের মাধ্যমে ডেটা যোগাযোগ সম্পূর্ণ করুন এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা 25℃±2℃ স্থিতিশীল করতে একটি তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার সাথে সংযোগ করুন (তাপমাত্রার হস্তক্ষেপ দূর করতে)।

জাইরোস্কোপ প্রসেসিং : MEMS জাইরোস্কোপটিকে টার্নটেবলের কেন্দ্র মাউন্টিং প্ল্যাটফর্মে ঠিক করুন, নিশ্চিত করুন যে মাউন্টিং পৃষ্ঠটি টার্নটেবলের ঘূর্ণন অক্ষের সাথে লম্ব (কোaxiality ত্রুটি ≤ 0.02mm); জাইরোস্কোপের অভ্যন্তরীণ সার্কিট্রিকে তাপীয় ভারসাম্য অবস্থায় পৌঁছানোর অনুমতি দিতে এবং ক্যালিব্রেশন ডেটাকে প্রভাবিত করা থেকে প্রাথমিক তাপমাত্রা পরিবর্তন এড়াতে 30 মিনিটের জন্য প্রিহিট করুন।

রেফারেন্স প্যারামিটার সেটিং : জাইরোস্কোপ মডেল, নামমাত্র সংবেদনশীলতা (যেমন, 10mV/(°/s)), এবং শূন্য পক্ষপাত ভোল্টেজের মতো মৌলিক পরামিতিগুলি টার্নটেবল নিয়ন্ত্রণ সিস্টেমে ইনপুট করুন, সমন্বয় করুন স্ট্যান্ডার্ড ক্যালিব্রেশন প্রোটোকল (যেমন, IEEE 1554.2), এবং ডিভাইসগুলির মধ্যে প্যারামিটার ম্যাচিং সম্পূর্ণ করুন।

II. মূল ক্যালিব্রেশন প্রক্রিয়া: স্ট্যাটিক শূন্য পক্ষপাত থেকে ডায়নামিক হার পর্যন্ত সম্পূর্ণ-মাত্রিক ক্যালিব্রেশন

তাপমাত্রা-নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবল স্ট্যাটিক পজিশনিং এবং ডায়নামিক ঘূর্ণনের সংমিশ্রণের মাধ্যমে জাইরোস্কোপের শূন্য পক্ষপাত, সংবেদনশীলতা এবং অ-রৈখিক ত্রুটির ব্যাপক ক্যালিব্রেশন অর্জন করে। মূল প্রক্রিয়াটিতে তিনটি ধাপ রয়েছে:

1. স্ট্যাটিক শূন্য-পক্ষপাত ক্যালিব্রেশন: স্ট্যাটিক ত্রুটি রেফারেন্স নির্মূল করা

শূন্য পক্ষপাত ত্রুটি হল একটি জাইরোস্কোপ যখন স্থির থাকে তখন তার আউটপুট পরিবর্তন, এবং এটি স্ট্যাটিক পরিমাপের নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করার একটি মূল কারণ। তাপমাত্রা -নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবল স্থির রাখা হয়েছিল (কৌণিক হার = 0°/s), এবং জাইরোস্কোপ আউটপুট ডেটা ক্রমাগত 10 মিনিটের জন্য সংগ্রহ করা হয়েছিল। প্রতি 10ms-এ একটি ভোল্টেজ মান রেকর্ড করা হয়েছিল এবং নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গড় শূন্য পক্ষপাত গণনা করা হয়েছিল:

শূন্য পক্ষপাত V₀ = (Σ Vᵢ ) / n ( i = 1 থেকে n , যেখানে n ডেটা সেটের মোট সংখ্যা)

3σ এর বেশি আউটলায়ার ( σ স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি) সরানো হয়, এবং চূড়ান্ত শূন্য পক্ষপাত মানটি পরবর্তী ডেটা সংশোধনের জন্য বেঞ্চমার্ক হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

2. ডায়নামিক সংবেদনশীলতা ক্যালিব্রেশন: ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে একটি রৈখিক সম্পর্ক স্থাপন করা।

সংবেদনশীলতা হল জাইরোস্কোপের আউটপুট পরিবর্তনের সাথে তার ইনপুট কৌণিক হারের অনুপাত; ক্যালিব্রেশন অবশ্যই তার সম্পূর্ণ পরিসীমা কভার করতে হবে। তাপমাত্রা- নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবলটি পাঁচটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ কৌণিক হারে (যেমন, 100°/s, 500°/s, 1000°/s, 1500°/s, 2000°/s) সমানভাবে ঘোরানো হয়। প্রতিটি হারে 3 মিনিটের জন্য স্থিতিশীল হওয়ার পরে, ডেটা সংগ্রহ করা হয় এবং গড় আউটপুট ভোল্টেজ Vᵢ প্রতিটি হারের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ গণনা করা হয়।

সংবেদনশীলতা K = ( Vᵢ - V₀ ) / ωᵢ ( ωᵢ টার্নটেবলের সেট কৌণিক বেগ)

সঙ্গে ωᵢ অনুভূমিক অক্ষ হিসাবে এবং ( Vᵢ - V ₀) উল্লম্ব অক্ষ হিসাবে। লঘিষ্ঠ বর্গক্ষেত্র পদ্ধতি ব্যবহার করে রৈখিক ফিটিং সমীকরণ গণনা করুন যাতে ফিটের ভালোত্ব নিশ্চিত করা যায় R² ≥ 0.999। এই বিন্দুর ঢাল ক্যালিব্রেশনের পরে প্রকৃত সংবেদনশীলতা।

3. অ-রৈখিক ত্রুটি ক্যালিব্রেশন: সম্পূর্ণ পরিমাপ পরিসীমা জুড়ে বিচ্যুতি সংশোধন করে।

সংবেদনশীলতা ক্যালিব্রেশনের উপর ভিত্তি করে, 10টি সমানভাবে বিতরণ করা কৌণিক বেগ পয়েন্ট যোগ করুন (যেমন, 200°/s, 400°/s...1800°/s), ডায়নামিক ডেটা অধিগ্রহণ প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করুন এবং প্রতিটি বিন্দুতে প্রকৃত আউটপুট এবং রৈখিক ফিটিং মানের মধ্যে বিচ্যুতি গণনা করুন:

অ-রৈখিক ত্রুটি δ = [( _{প্রকৃত} V - _{ফিট করা} V ) / (পূর্ণ স্কেল V - V₀ )] × 100%

যদি δ জাইরোস্কোপের কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা অতিক্রম করে (সাধারণত ≤0.5%), একটি ত্রুটি ক্ষতিপূরণ সহগ প্রয়োগ করতে হবে টার্নটেবল নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার মাধ্যমে পূর্ণ পরিসীমা জুড়ে অ-রৈখিক সংশোধন অর্জন করতে।

III. পোস্ট-ক্যালিব্রেশন যাচাইকরণ: ডেটা নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার একটি মূল পদক্ষেপ

ক্যালিব্রেশনের পরে, সিস্টেমটিকে অবশ্যই "পুনরায় ক্যালিব্রেশন যাচাইকরণ" এবং "দৃশ্যকল্প পরীক্ষা" উভয় যাচাইকরণ পাস করতে হবে।

1. পুনরায় ক্যালিব্রেশন এবং যাচাইকরণ : এলোমেলোভাবে 3 কৌণিক হার পয়েন্ট নির্বাচন করুন (যেমন, 300°/s, 800°/s, 1600°/s), ডায়নামিক ক্যালিব্রেশন প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করুন এবং দুটি ক্যালিব্রেশনের সংবেদনশীলতা এবং শূন্য পক্ষপাত তুলনা করুন। বিচ্যুতি অবশ্যই ≤0.1% হতে হবে। অন্যথায়, ইনস্টলেশন নির্ভুলতা এবং ডেটা অধিগ্রহণ লিঙ্ক পুনরায় পরীক্ষা করতে হবে।

2. দৃশ্যকল্প পরীক্ষা : ক্যালিব্রেট করা জাইরোস্কোপটিকে জড়তা পরিমাপ ইউনিটের (IMU) সাথে সংযুক্ত করুন, একটি তাপমাত্রা-নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবলের মাধ্যমে ড্রোনের অ্যাটিটিউড পরিবর্তনগুলি (যেমন ±30° পিচ এবং ঘূর্ণন) অনুকরণ করুন, জাইরোস্কোপ দ্বারা আউটপুট হওয়া কৌণিক অবস্থান ডেটা সংগ্রহ করুন এবং টার্নটেবলের স্ট্যান্ডার্ড কৌণিক অবস্থানের সাথে তুলনা করুন। ত্রুটিটি 0.01° এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।

একটি তাপমাত্রা-নিয়ন্ত্রিত টার্নটেবল ব্যবহার করে আদর্শ ক্যালিব্রেশনের মাধ্যমে, MEMS জাইরোস্কোপগুলির শূন্য-পক্ষপাত স্থিতিশীলতা 50% এর বেশি উন্নত করা যেতে পারে এবং সংবেদনশীলতা ত্রুটি 0.1% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, যা পরবর্তী সিস্টেমগুলির সঠিক অপারেশনের জন্য একটি মূল গ্যারান্টি প্রদান করে।