選擇陀螺儀時，需要考慮將最大誤差源最小化。在大多數應用中，振動敏感度是最大的誤差源。其它參數可以輕松地通過校準或求取多個傳感器的平均值來改善。偏置穩(wěn)定度是誤差預算較小的分量之一。
瀏覽高性能陀螺儀數據手冊時，多數系統(tǒng)設計師關注的第一個要素是偏置穩(wěn)定度規(guī)格。畢竟，它描述的是陀螺儀的分辨率下限，理所當然是反映陀螺儀性能的最佳指標!然而，實際的陀螺儀會因為多種原因而出現誤差，使得用戶無法獲得數據手冊中宣稱的高偏置穩(wěn)定度。的確，可能只有在實驗室內才能獲得那么高的性能。傳統(tǒng)方法是借助補償來最大程度地降低這些誤差源的影響。本文將討論多種此類技術及其局限性。最后，我們將討論另一種可選范式——根據機械性能選擇陀螺儀，以及必要時如何提高其偏置穩(wěn)定度。
環(huán)境誤差
所有中低價位的MEMS陀螺儀都有一定的時間-零點偏置和比例因子誤差，此外還會隨溫度而發(fā)生一定的變化。因此，對陀螺儀進行溫度補償是很常見的做法。一般而言，陀螺儀集成溫度傳感器的目的就在于此。溫度傳感器的絕對精度并不重要，重要的是可重復性以及溫度傳感器與陀螺儀實際溫度的緊密耦合?，F代陀螺儀的溫度傳感器幾乎毫不費力就能達到這些要求。
許多技術可以用于溫度補償，如多項式曲線擬合、分段線性近似等。只要記錄了足夠數量的溫度點，并且在校準過程中采取了充分的措施，那么具體使用何種技術是無關緊要的。例如，在每個溫度的放置時間不足是一個常見的誤差源。然而，無論采用何種技術，無論有多細心，溫度遲滯——即通過冷卻與通過加熱達到某一特定溫度時的輸出之差——都將是限制因素。
圖1所示為陀螺儀ADXRS453的溫度遲滯環(huán)路。溫度從+25℃變?yōu)?130℃，再變?yōu)楱C45℃，最后回到+25℃，與此同時記錄未補償陀螺儀的零點偏置測量結果。加熱周期與冷卻周期中的+25℃零點偏置輸出存在細微的差異(本例中約為0.2°/s)，這就是溫度遲滯。此誤差無法通過補償來消除，因為無論陀螺儀上電與否，它都會出現。此外，遲滯的幅度與所施加的溫度“激勵”量成比例。也就是說，施加于器件的溫度范圍越寬，則遲滯越大。
圖1. 經歷溫度循環(huán)(–45°C至+130°C)時未補償ADXRS453的零點偏置輸出
如果應用允許啟動時復位零點偏置(即無旋轉時啟動)，或者在現場將零點偏置調零，則可以忽略此誤差。否則，這就可能是偏置穩(wěn)定度性能的一個限制因素，因為我們無法控制運輸或存儲條件。
