慣性航法、ドローン制御、スマートウェアラブルなどの分野では、MEMSジャイロスコープの測定精度がシステムの性能を直接決定します。しかし、パッケージングストレス、温度ドリフト、ゼロバイアス誤差などの要因により、MEMSジャイロスコープは工場出荷後にデータのずれを起こしやすくなります。温度制御されたターンテーブルは、専用の校正装置として、標準化された手順を通じてシステムエラーを排除し、ジャイロスコープを最適な測定状態に戻すことができます。この記事では、温度制御されたターンテーブルを使用してMEMSジャイロスコープを校正するためのコアステップと主要技術について詳しく説明し、エンジニアが校正作業を効率的に完了できるように支援します。I. 校正前の準備：機器とパラメータの二重検証
正確な校正には安定した試験環境が必要であり、コアとなる準備作業は「機器のマッチング」と「状態のリセット」を中心に展開されます。
機器の選択と接続：ジャイロスコープの測定範囲（通常は±1000°/s～±20000°/s）をカバーし、角度位置精度が0.001°以下の
温度制御されたターンテーブルを選択します。RS485/USBインターフェースを介してターンテーブルとジャイロスコープ間のデータ通信を完了し、温度制御システムに接続して周囲温度を25℃±2℃に安定させます（温度干渉を排除するため）。ジャイロスコープの前処理
：MEMSジャイロスコープをターンテーブルの中央取り付けプラットフォームに固定し、取り付け面がターンテーブルの回転軸に垂直になるようにします（同軸度誤差≤0.02mm）。30分間予熱して、ジャイロスコープの内部回路が熱平衡に達し、初期温度ドリフトが校正データに影響を与えるのを防ぎます。参照パラメータの設定
：ジャイロスコープモデル、公称感度（例：10mV/（°/s））、ゼロバイアス電圧などの基本パラメータをターンテーブル制御システムに入力し、調整標準校正プロトコル（例：IEEE 1554.2）を行い、デバイス間のパラメータマッチングを完了します。II. コア校正プロセス：静的ゼロバイアスから動的レートまでの全次元校正
温度制御された
ターンテーブルは、静的配置と動的回転の組み合わせにより、ジャイロスコープのゼロバイアス、感度、非線形誤差の包括的な校正を実現します。コアプロセスは3つのステップで構成されています。1. 静的ゼロバイアス校正：静的誤差参照の排除
ゼロバイアス誤差は、ジャイロスコープが静止しているときの出力ドリフトであり、静的測定の精度に影響を与える重要な要素です。
温度制御されたターンテーブルを静止状態（角速度=0°/s）に保ち、ジャイロスコープの出力データを10分間連続して収集しました。10msごとに電圧値を記録し、次の式を使用して平均ゼロバイアスを計算しました。ゼロバイアス
V₀）/Vᵢ）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度ωᵢはデータセットの総数です）ωᵢ= 1からnはデータセットの総数です）nはデータセットの総数です）3σの範囲を超える外れ値（
σは標準偏差）は削除され、最終的なゼロバイアス値は、その後のデータ補正のベンチマークとして使用されます。2. 動的感度校正：入力と出力の間の線形関係の確立
感度は、ジャイロスコープの出力変化と入力角速度の比率です。校正は、その全範囲をカバーする必要があります。
温度制御されたターンテーブルは、5つの特性角速度（例：100°/s、500°/s、1000°/s、1500°/s、2000°/s）で均一に回転させます。各速度で3分間安定させた後、データを収集し、各速度に対応する平均出力電圧Vᵢ）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度感度
K=（Vᵢ）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度）/（フルスケール）/ωᵢ-ωᵢ-を横軸とし、（
Vᵢ-V₀）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度）/（フルスケール）]×100%3. 非線形誤差校正：全測定範囲にわたる偏差を修正します。
感度校正に基づいて、10個の均一に分布した角速度点（例：200°/s、400°/s...1800°/s）を追加し、動的データ取得プロセスを繰り返し、各点での実際の出力と線形フィッティング値の間の偏差を計算します。非線形誤差δ
= [（
実際のIII. 校正後の検証：データの信頼性を確保するための重要なステップ-フィッティングされた）]×100%）/（フルスケールV - V₀）]×100%δがジャイロスコープの性能要件（通常は≤0.5%）を超える場合、全
範囲にわたる非線形補正を実現するために、ターンテーブル制御システムを介して誤差補償係数を適用する必要があります。III. 校正後の検証：データの信頼性を確保するための重要なステップ校正後、システムは「再校正検証」と「シナリオテスト」の両方の検証に合格する必要があります。1. 再校正と検証
：3つの角度
速度
点（例：300°/s、800°/s、1600°/s）をランダムに選択し、動的校正プロセスを繰り返し、2つの校正の感度とゼロバイアスを比較します。偏差は≤0.1%である必要があります。そうでない場合は、設置精度とデータ取得リンクを再確認する必要があります。2. シナリオテスト：校正されたジャイロスコープを慣性計測ユニット（IMU）に接続し、温度制御された
ターンテーブルを介してドローンの姿勢変化（±30°のピッチと回転など）をシミュレートし、ジャイロスコープが出力する角度位置データを収集し、ターンテーブルの標準角度位置と比較します。誤差は0.01°以内に制御する必要があります。温度制御されたターンテーブルを使用した標準化された校正により、MEMSジャイロスコープのゼロバイアス安定性を50%以上向上させることができ、感度誤差を0.1%以内に制御し、その後のシステムの正確な動作をコア保証します。
慣性航法、ドローン制御、スマートウェアラブルなどの分野では、MEMSジャイロスコープの測定精度がシステムの性能を直接決定します。しかし、パッケージングストレス、温度ドリフト、ゼロバイアス誤差などの要因により、MEMSジャイロスコープは工場出荷後にデータのずれを起こしやすくなります。温度制御されたターンテーブルは、専用の校正装置として、標準化された手順を通じてシステムエラーを排除し、ジャイロスコープを最適な測定状態に戻すことができます。この記事では、温度制御されたターンテーブルを使用してMEMSジャイロスコープを校正するためのコアステップと主要技術について詳しく説明し、エンジニアが校正作業を効率的に完了できるように支援します。I. 校正前の準備：機器とパラメータの二重検証
正確な校正には安定した試験環境が必要であり、コアとなる準備作業は「機器のマッチング」と「状態のリセット」を中心に展開されます。
機器の選択と接続：ジャイロスコープの測定範囲（通常は±1000°/s～±20000°/s）をカバーし、角度位置精度が0.001°以下の
温度制御されたターンテーブルを選択します。RS485/USBインターフェースを介してターンテーブルとジャイロスコープ間のデータ通信を完了し、温度制御システムに接続して周囲温度を25℃±2℃に安定させます（温度干渉を排除するため）。ジャイロスコープの前処理
：MEMSジャイロスコープをターンテーブルの中央取り付けプラットフォームに固定し、取り付け面がターンテーブルの回転軸に垂直になるようにします（同軸度誤差≤0.02mm）。30分間予熱して、ジャイロスコープの内部回路が熱平衡に達し、初期温度ドリフトが校正データに影響を与えるのを防ぎます。参照パラメータの設定
：ジャイロスコープモデル、公称感度（例：10mV/（°/s））、ゼロバイアス電圧などの基本パラメータをターンテーブル制御システムに入力し、調整標準校正プロトコル（例：IEEE 1554.2）を行い、デバイス間のパラメータマッチングを完了します。II. コア校正プロセス：静的ゼロバイアスから動的レートまでの全次元校正
温度制御された
ターンテーブルは、静的配置と動的回転の組み合わせにより、ジャイロスコープのゼロバイアス、感度、非線形誤差の包括的な校正を実現します。コアプロセスは3つのステップで構成されています。1. 静的ゼロバイアス校正：静的誤差参照の排除
ゼロバイアス誤差は、ジャイロスコープが静止しているときの出力ドリフトであり、静的測定の精度に影響を与える重要な要素です。
温度制御されたターンテーブルを静止状態（角速度=0°/s）に保ち、ジャイロスコープの出力データを10分間連続して収集しました。10msごとに電圧値を記録し、次の式を使用して平均ゼロバイアスを計算しました。ゼロバイアス
V₀）/Vᵢ）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度ωᵢはデータセットの総数です）ωᵢ= 1からnはデータセットの総数です）nはデータセットの総数です）3σの範囲を超える外れ値（
σは標準偏差）は削除され、最終的なゼロバイアス値は、その後のデータ補正のベンチマークとして使用されます。2. 動的感度校正：入力と出力の間の線形関係の確立
感度は、ジャイロスコープの出力変化と入力角速度の比率です。校正は、その全範囲をカバーする必要があります。
温度制御されたターンテーブルは、5つの特性角速度（例：100°/s、500°/s、1000°/s、1500°/s、2000°/s）で均一に回転させます。各速度で3分間安定させた後、データを収集し、各速度に対応する平均出力電圧Vᵢ）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度感度
K=（Vᵢ）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度）/（フルスケール）/ωᵢ-ωᵢ-を横軸とし、（
Vᵢ-V₀）を縦軸とします。最小二乗法を使用して線形フィッティング方程式を計算し、適合度）/（フルスケール）]×100%3. 非線形誤差校正：全測定範囲にわたる偏差を修正します。
感度校正に基づいて、10個の均一に分布した角速度点（例：200°/s、400°/s...1800°/s）を追加し、動的データ取得プロセスを繰り返し、各点での実際の出力と線形フィッティング値の間の偏差を計算します。非線形誤差δ
= [（
実際のIII. 校正後の検証：データの信頼性を確保するための重要なステップ-フィッティングされた）]×100%）/（フルスケールV - V₀）]×100%δがジャイロスコープの性能要件（通常は≤0.5%）を超える場合、全
範囲にわたる非線形補正を実現するために、ターンテーブル制御システムを介して誤差補償係数を適用する必要があります。III. 校正後の検証：データの信頼性を確保するための重要なステップ校正後、システムは「再校正検証」と「シナリオテスト」の両方の検証に合格する必要があります。1. 再校正と検証
：3つの角度
速度
点（例：300°/s、800°/s、1600°/s）をランダムに選択し、動的校正プロセスを繰り返し、2つの校正の感度とゼロバイアスを比較します。偏差は≤0.1%である必要があります。そうでない場合は、設置精度とデータ取得リンクを再確認する必要があります。2. シナリオテスト：校正されたジャイロスコープを慣性計測ユニット（IMU）に接続し、温度制御された
ターンテーブルを介してドローンの姿勢変化（±30°のピッチと回転など）をシミュレートし、ジャイロスコープが出力する角度位置データを収集し、ターンテーブルの標準角度位置と比較します。誤差は0.01°以内に制御する必要があります。温度制御されたターンテーブルを使用した標準化された校正により、MEMSジャイロスコープのゼロバイアス安定性を50%以上向上させることができ、感度誤差を0.1%以内に制御し、その後のシステムの正確な動作をコア保証します。
