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@MastersThesis{Santos:2016:MoDePa,
               author = "Santos, Pedro Paulo Gomes Domingues de Oliveira",
                title = "Modelagem e determina{\c{c}}{\~a}o de par{\^a}metros de 
                         sensores inerciais MEMS",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2016",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2016-05-27",
             keywords = "modelagem e determina{\c{c}}{\~a}o de par{\^a}metros de 
                         sensores inerciais MEMS, aceler{\^o}metros e gir{\^o}metros 
                         microfabricados, calibra{\c{c}}{\~a}o de sensores inerciais 
                         MEMS, caracteriza{\c{c}}{\~a}o de ru{\'{\i}}do de sensores 
                         inerciais MEMS, sensores inerciais, modeling and determination of 
                         parameters of MEMS inertial sensors, micromachined accelerometers 
                         and gyrometers, calibration of MEMS inertial sensors, 
                         characterization of the noise of MEMS inertial sensors, inertial 
                         sensors.",
             abstract = "A tecnologia de Sistemas Eletro-Mec{\^a}nicos Microfabricados 
                         (MEMS) para sensores inerciais tornou vi{\'a}vel o uso dos 
                         sistemas inerciais em diversas aplica{\c{c}}{\~o}es como 
                         automotivas, industriais e de entretenimento. Isso foi 
                         poss{\'{\i}}vel porque esses sensores s{\~a}o baratos, 
                         pequenos, t{\^e}m alta confiabilidade e reduzem 
                         significativamente a quantidade de componentes do sistema. No 
                         entanto, a redu{\c{c}}{\~a}o no tamanho tem, como 
                         consequ{\^e}ncias, os aumentos no n{\'{\i}}vel de 
                         ru{\'{\i}}do, na sensibilidade t{\'e}rmica e em outras formas 
                         de erro. Assim, para que se obtenha um desempenho 
                         satisfat{\'o}rio no uso desses sensores faz-se necess{\'a}rio um 
                         conhecimento detalhado dos seus mecanismos de erro, de modo que 
                         esses erros possam ser compensados. Neste trabalho, {\'e} 
                         utilizado um m{\'e}todo de caracteriza{\c{c}}{\~a}o de 
                         aceler{\^o}metros e gir{\^o}metros MEMS; {\'e} definido um 
                         modelo matem{\'a}tico e procedimentos de laborat{\'o}rio para 
                         determina{\c{c}}{\~a}o dos par{\^a}metros considerados pelo 
                         modelo; finalmente, esse m{\'e}todo {\'e} aplicado a uma Unidade 
                         de Medi{\c{c}}{\~a}o Inercial. Para isto, s{\~a}o revisadas as 
                         principais publica{\c{c}}{\~o}es nas {\'a}reas de sensores 
                         inerciais MEMS, modelamento e sistemas strapdown, tendo por 
                         objetivo chegar a um modelo matem{\'a}tico consistente para os 
                         erros dos sensores. {\'E} discutida a aplicabilidade dos 
                         diferentes par{\^a}metros sugeridos pela literatura a sensores 
                         dessa categoria, levando em conta o impacto dos erros, a 
                         exatid{\~a}o dos modelos dispon{\'{\i}}veis para cada 
                         par{\^a}metro em quest{\~a}o e os recursos necess{\'a}rios para 
                         fazer a sua caracteriza{\c{c}}{\~a}o. Em seguida, s{\~a}o 
                         listados procedimentos de laborat{\'o}rio para 
                         determina{\c{c}}{\~a}o dos par{\^a}metros selecionados e, por 
                         fim, s{\~a}o executados os ensaios em laborat{\'o}rio sobre a 
                         UMI. Os resultados obtidos neste trabalho validam o m{\'e}todo 
                         utilizado e sugerem que este pode ser aplicado: 1) em 
                         n{\'{\i}}vel de projeto para aprimorar o processo de 
                         especifica{\c{c}}{\~a}o de sensores inerciais MEMS atrav{\'e}s 
                         de t{\'e}cnicas de simula{\c{c}}{\~a}o; e 2) no contexto da 
                         aplica{\c{c}}{\~a}o, para aprimorar os processos de 
                         calibra{\c{c}}{\~a}o e de compensa{\c{c}}{\~a}o dos erros. 
                         ABSTRACT: The Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) technology 
                         for Inertial Sensors has enabled the use of Inertial Systems in a 
                         variety of applications such as automotive, industrial, 
                         entertainment, etc. This was possible because these sensors have 
                         low-cost, small size, high reliability and they greatly reduce the 
                         number of parts of the system. However, reduced size has as 
                         consequences the increase of noise level, thermal sensitivity and 
                         other forms of error. Consequently, to obtain a satisfactory 
                         performance using these sensors, a detailed knowledge of their 
                         error mechanisms is required, so that they can be compensated. In 
                         this work, a characterization method for MEMS accelerometers and 
                         MEMS gyroscopes is used; a mathematical model is defined and 
                         laboratory procedures to determine the parameters regarded by the 
                         model are listed; finally, this method is applied to an Inertial 
                         Measurement Unit. To achieve that, the main publications on the 
                         subjects of MEMS inertial sensors, modeling and strapdown systems, 
                         are reviewed, with the purpose to reach a consistent mathematical 
                         modeling of the sensor errors. The applicability, on sensors of 
                         this category, of the different parameters suggested by the 
                         literature, are discussed, considering the error magnitudes, the 
                         correctness of the available models for each parameter and the 
                         resources needed to characterize them. After that, laboratory 
                         procedures to determine the selected parameters are listed and, 
                         finally, those procedures are executed in Laboratory over the IMU. 
                         The obtained results from this work validate the executed method 
                         and suggest that it can be applied: 1) at project level, to 
                         enhance the specification process of MEMS inertial sensors through 
                         simulation techniques; and 2) at application level, to improve 
                         calibration processes and error compensation.",
            committee = "Kuga, Helio Koiti (presidente) and Souza, Marcelo Lopes de 
                         Oliveira e (orientador) and Milani, Paulo Gi{\'a}como 
                         (orientador) and Carrara, Valdemir and Ricci, Mario Cesar and 
                         Hemerly, Elder Moreira",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Modeling and determination of parameters for MEMS inertial 
                         sensors",
             language = "pt",
                pages = "176",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3M64B7E",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3M64B7E",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "25 nov. 2020"
}


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