陀螺仪:测量瞬时旋转角速度。虽然加速度计可以测量线性加速度,但它们不能测量扭转或旋转运动。而陀螺仪测量关于三个轴的角速度:俯仰(x轴)、滚动(y轴)和偏转(z轴)。故陀螺仪可用于确定物体在3D空间内的方位。但陀螺仪没有初始参考系(如重力),故需要与加速度计结合来测量角位置。陀螺仪由于温度变化、摩擦力、不稳定力矩等因素,会产生漂移误差,而随时间累积,漂移误差无限增长,也就是所谓温漂和零漂。 磁力计:磁力计,顾名思义,用来测量磁场。它可以通过测量传感器所在空间点的空气磁通量密度来探测地球磁场的波动。通过这些波动,它找到了指向地球磁北的矢量。这可以与加速度计和陀螺仪数据结合来确定凌思航向。磁力计可能因为环境中存在的电源线和钢结构,导致磁场产生畸变。惯性导航,就选无锡凌思科技有限公司。北京MMG200惯性导航模组
传感器还可能具有交叉灵敏度,很多时候需要对此进行补偿,即使无须补偿,至少也需要加以了解。此外,惯性传感器的性能指标存在许多不同的标准,这使得上述问题的解决更加困难。当指定角速率传感器要求时,多数工业系统设计工程师主要关心的是陀螺仪稳定性(随时间发生的偏置估算),消费级陀螺仪通常不会规定这一特性。如果传感器的线性加速度性能较差,那么即使0.003°/s的良好陀螺仪偏置稳定性也可能毫无意义。例如,假设线性加速度特性为0.1°/s/G,在旋转±90° (1 G)的简单情况下,这将给0.003°/s的偏置稳定性增加0.1°的误差。加速度计通常与陀螺仪一起使用,以便检测重力影响,并且提供必要的信息来驱动补偿过程。 为了优化传感器性能并尽可能缩短开发时间,需要深入了解传感器灵敏度和应用环境。校准计划可以针对影响较大的因素进行定制,从而减少测试时间和补偿算法开销。面向具体应用的解决方案将适当的传感器与必要的信号处理结合在一起,如果具备高性价比并且提供现成可用的标准系统接口,这些解决方案将能消除许多工业客户过去所面临的实施和生产障碍。上海LINS358惯性导航惯性导航,就选无锡凌思科技有限公司,用户的信赖之选。
未来MEMS惯性传感器的发展主要有四个方向: 1、高精度 导航、自动驾驶和个人穿戴设备等对惯性传感器的精度需求逐渐提高,精细化测量需求和智能化的发展也对传感器的精度提出了越来越高的要求。 2、微型化 器件的微型化可以实现设备便携性,满足分布式应用要求。微型化是未来智能传感设备的发展趋势,是实现万物互联的基础。 3、高集成度 无论是惯性测量单元还是惯性微系统都是为了提高器件的集成度,进而实现在更小的体积内具备更多的测量功能,满足装备小体积、低功耗、多功能的需求。 4、适应性强 随着MEMS惯性传感器的应用范围越来越普遍,工作环境也会越来越复杂,例如:高温、高压、大惯量和高冲击等,适应复杂环境能够进一步拓宽MEMS惯性传感器的应用范围。
零偏不稳定性(Bias Instability) IMU传感器的零偏会随着时间发生漂移的现象被称为零偏不稳定性bias instability,也被称为flicker noise。零偏不稳定性通常会在低频下被观察到,而高频的闪烁噪声往往会被白噪声所掩盖。 由闪烁噪声引起的偏差波动通常被建模为随机游走(random walk)。零偏不稳定性测量描述了在固定条件(通常为恒温)下,在指定的时间段内传感器的零偏发生的变化。他是一款陀螺仪传感器或者IMU十分重要的指标。Bias instability通常指定为 1σ 值,单位为°/h,对不太精确的传感器也会采用°/s的单位。无锡凌思科技有限公司为您提供惯性导航,有想法的不要错过哦!
MEMS加速度计是MEMS领域较早开始研究的传感器之一。经过多年的发展,MEMS加速度计的设计和加工技术已经日趋成熟。 它的工作原理就是靠MEMS中可移动部分的惯性。由于中间电容板的质量很大,而且它是一种悬臂构造,当速度变化或者加速度达到足够大时,它所受到的惯性力超过固定或者支撑它的力,这时候它会移动,它跟上下电容板之间的距离就会变化,上下电容就会因此变化。电容的变化跟加速度成正比。根据不同测量范围,中间电容板悬臂构造的强度或者弹性系数可以设计得不同。还有如果要测量不同方向的加速度,这个MEMS的结构会有很大的不同。电容的变化会被另外一块使用芯片转化成电压信号,有时还会把这个电压信号放大。电压信号在数字化后经过一个数字信号处理过程,在零点和灵敏度校正后输出。无锡凌思科技有限公司致力于提供惯性导航,有想法的不要错过哦!上海LINS358惯性导航
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为了得到飞行器的位置数据,须对惯性导航系统每个测量通道的输出积分。陀螺仪的漂移将使测角误差随时间成正比地增大,而加速度计的常值误差又将引起与时间平方成正比的位置误差。这是一种发散的误差(随时间不断增大),可通过组成舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路 3个负反馈回路的方法来修正这种误差以获得准确的位置数据。 舒拉回路、陀螺罗盘回路和傅科回路都具有无阻尼周期振荡的特性。所以惯性导航系统常与无线电、多普勒和天文等导航系统组合,构成高精度的组合导航系统,使系统既有阻尼又能修正误差。 惯性导航系统的导航精度与地球参数的精度密切相关。高精度的惯性导航系统须用参考椭球来提供地球形状和重力的参数。由于地壳密度不均匀、地形变化等因素,地球各点的参数实际值与参考椭球求得的计算值之间往往有差异,并且这种差异还带有随机性,这种现象称为重力异常。正在研制的重力梯度仪能够对重力场进行实时测量,提供地球参数,解决重力异常问题。北京MMG200惯性导航模组
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