Automated Stability Monitoring of Calibration and Testing Equipment
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2018-10-08
Department
Major/Subject
Translational Engineering
Mcode
ELEC3023
Degree programme
AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)
Language
en
Pages
8 + 69
Series
Abstract
New safety systems are being constantly developed for automotive use. MEMS sen- sors used in these applications must be thoroughly tested and accurately calibrated since system failure can cause hazardous situations. Testing units have to be able to detect all defective and nonconforming sensors. From industrial point of view, it is also important that conforming sensors are not misinterpreted as nonconforming because of measurement uncertainty. Mea- surement uncertainty can be evaluated by means of measurement system analysis and stability monitoring. In this thesis, suitability of statistical process control for monitoring MEMS accelerometer and gyroscope testing equipment stability is studied. This thesis aims at automating stability monitoring and researching especially electrical contact stability and special features of PAT testing and testing unit levelness, i.e., how well the turning axes are aligned. First, relevant literature is reviewed. Operation principle and testing methods for MEMS sensors, and statistical process control tools are presented. Then, analysis tools and results are presented. Study was performed using available data produced by current Murata Finland monitoring tools. Analysis methods applied to data were linear regression and analysis of means. It was found that stability of electrical contacting can not be reliably monitored using currently used measurements. Testing unit levelness, on the other hand, was found to be suitable for statistical process control. Furthermore, it was found that situations in which PAT failures accumulate to certain testplaces could not be predicted.Autoihin kehitetään jatkuvasti uusia turvajärjestelmiä. Näissä järjestelmissä käytettävät MEMS anturit täytyy testata kattavasti ja kalibroida tarkasti, sillä järjestelmän toimimattomuus saattaa aiheuttaa vakavia vaaratilanteita. Testauslaitteiston täytyy kyetä tunnistamaan kaikki vialliset ja tuotespesifikaatioon sopimattomat anturit. Toisaalta, teollisen tuotannon näkökulmasta täytyy pyrkiä siihen, ettei toimivia antureita hylätä testauksessa mittausepävarmuuden takia. Mittausepävarmuutta voidaan arvioida mittaussysteemianalyysin ja stabiilisuusseurannan keinoin. Tässä työssä tutkitaan tilastollisen prosessikontrollin soveltuvuutta MEMS kiihtyvyysantureiden ja gyroskooppien testauslaitteiden stabiilisuuden seurantaan. Tavoitteena on automatisoida stabiilisuusseuranta ja tutkia erityisesti kontaktoinnin ja PAT-testauksen sekä laitteen asennointimittauksen erityisominaisuuksia. Työ alkaa kirjallisuuskatsauksella, jossa esitellään MEMS antureiden toimintaperiaatteet ja testausmenetelmät sekä tilastollisen prosessikontrollin työkalut. Tutkimus toteutettiin hyödyntämällä Murata Finlandilla tällä hetkellä käytössä olevien seurantatyökalujen tuottamaa dataa. Analyysiin sovellettiin lineaariregressiota ja keskiarvoanalyysiä. Tutkimuksessa havaittiin, että kontaktoinnin stabiilisuutta ei voida luotettavasti seurata nykyisillä mittauksilla. Laitteiden suoruutta sen sijaan voidaan seurata luotettavasti tilastollisen prosessikontrollin keinoin. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, ettei tilanteita, joissa PAT-testauksessa hylkääntyneiden antureiden testipaikkajakauma on epätavallinen, voida ennustaa.Description
Supervisor
Paulasto-Kröckel, MerviThesis advisor
Kärkäs, ReijoKeywords
MEMS, statistical process control, testing, MSA