Dryft warm‑up po starcie — akcelerometry MEMS

Pomiar dryftu offsetu w funkcji czasu po załączeniu zasilania. Definicja czasu warm‑up i kryteriów stabilizacji do użycia w produkcie.

Data: 2025‑09‑02 Stanowisko: Modele: LIS3DH · MPU‑6050 · QMA7981 Temperatury: 20/50/80 °C
Skocz do szablonu logu

1. Cel i definicje

Cel: wyznaczyć czas warm‑up oraz nachylenie dryftu offsetu dbias/dt po starcie zasilania dla 20/50/80 °C.

  • Offset (bias): średnia aDC z osi pomiarowej (oś do góry/dół).
  • Warm‑up time τ: najwcześniejszy czas, od którego w dwóch kolejnych oknach 120 s spełnione jest |dbias/dt| ≤ 0.1 mg/min.
  • Stabilny offset: RMS reszt regresji w oknie 120 s < 0.5 mg.

2. Stanowisko i konfiguracja

ElementUstawienieUwagi
ODR / LPF1 kHz / 400 Hzstała konfiguracja jak w testach bazowych
Montażoś Z zgodna z grawitacją±1 g test do sprawdzenia skali
Zasilanie3.3 V ±1%, LDO, 10 µF + 100 nFwspólna masa gwiazdą
Warunekbrak pobudzeń mechanicznych (OFF)płyta na miękkiej podkładce
Temperatury20 / 50 / 80 °Cosobne przebiegi po odcięciu zasilania ≥ 5 min

3. Procedura

  1. Ustaw temperaturę docelową i odczekaj stabilizację (±0.5 °C).
  2. Włącz zasilanie czujnika (zimny start). Zacznij rejestrację natychmiast (t=0).
  3. Nagrywaj 10–20 min bez pobudzeń. Co 10 s loguj bias(t) (średnia z okna 1 s).
  4. Po zakończeniu serii wyłącz zasilanie na ≥ 5 min (ochłodzenie), zmień temperaturę i powtórz.

Opcjonalnie: równoległy zapis temperatury układu (wbudowany termometr/termopara) do korelacji bias vs. T.

4. Metryki i obliczenia

  • Warm‑up time τ wg definicji w sekcji 1.
  • Nachylenie |dbias/dt| po stabilizacji (ostatnie 3 min).
  • Bias‑instability (opcjonalnie): minimum z Allan deviation (10 min okna).
  • Δbias pre vs. post (różnica pierwszej i ostatniej minuty).
Kryteria sukcesu (KPI): τ ≤ 5 min; |dbias/dt| ≤ 0.1 mg/min po τ; brak clipów; stabilny offset (reszty < 0.5 mg).

5. Szablon logu (do wklejenia)

PRÓBA #WU‑20C‑01
Warunki: 20 °C, ODR 1 kHz / LPF 400 Hz, LIS3DH, oś Z ∥ g.
Start: zimny (off > 5 min). Czas rejestracji: 15 min. Pobudzenia: brak.

Wyniki: τ=__ min:s, |dbias/dt|_post=__ mg/min, Δbias(1→ostatnia)=__ mg
Allan (opcjonalnie): bias_instab=__ mg @ τ_A=__ s
QC: clip=0, aliasing=0, temp stabilna ±0.5 °C
Uwagi: ...

6. Struktura wyników

Ścieżka: /notatki/eksperyment-warmup/ • Repo: //srv/lab/notatki/mems/

  • raw/{sensor}/{YYYYMMDD}/warmup_{temp}C.bin
  • proc/{sensor}/{YYYYMMDD}/bias_vs_time_{temp}C.csv
  • fig/{sensor}/{YYYYMMDD}/bias_time_{temp}C.png

Definicje kolumn CSV opisz w README katalogu proc/ (unikamy długich linii w HTML).

Min‑KPI (na żywo)

Warm‑up time
≤ 5 min
|dbias/dt| po τ
≤ 0.1 mg/min
Reszty (120 s)
< 0.5 mg

Jeśli |dbias/dt| nie spada — sprawdź zasilanie (ripple), gradient termiczny i naprężenia montażu.

Notka techniczna

Bias licz z uśredniania 1 s (bez obcinań outlierów). Regressję liniową i pochodną licz w kroczącym oknie 120 s. Dla Allana: min. 10 min danych, normalizacja single‑sided i stała ENBW w PSD.

Kontekst środowiskowy

Interpretacja długoterminowych odchyleń parametrów po starcie wymaga odniesienia do warunków pracy charakterystycznych dla środowiska miejskiego. Zestawienie takich warunków dostępne jest w lokalnym profilu technicznym, z ujęciem specyfiki urządzeń w profilu AGD.