Полное название IMU - инерциальный измерительный элемент. Он представляет собой модуль, состоящий из нескольких датчиков, таких как трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп.
IMU в основном используется для поиска северного направления или навигации и широко применяется в беспилотных автомобилях и дронах.
Расскажем о принципах работы трехосевого акселерометра и трехосевого гироскопа в IMU Join Sunny.
1. Трехосевой акселерометр
Трехосевой акселерометр основан на базовом принципе ускорения для достижения работы.
Трехосный акселерометр - это инерционный датчик, позволяющий измерять удельную силу, действующую на объект, т.е. общее ускорение или негравитационную силу, действующую на единицу массы без силы тяжести. Когда акселерометр неподвижен, он воспринимает ускорение силы тяжести, в то время как общее ускорение равно нулю. При свободном падении общее ускорение равно ускорению силы тяжести, но акселерометр находится в состоянии внутренней невесомости, и в то же время выходной сигнал акселерометра равен нулю.
Трехосевой акселерометр может использоваться для измерения углов. Интуитивно, как показано на рисунке, величина сжатия пружины определяется углом между акселерометром и землей. Удельная сила может быть измерена по длине сжатия пружины. Таким образом, при отсутствии внешней силы акселерометр может точно измерять угол тангажа и крена без накопленной погрешности.
В трехосных МЭМС-акселерометрах используются пьезорезистивный, пьезоэлектрический и емкостной принципы работы, а возникающая удельная сила (давление или смещение) пропорциональна изменениям сопротивления, напряжения и емкости соответственно. Эти изменения могут быть собраны с помощью соответствующих схем усиления и фильтрации. Недостатком данного датчика является то, что он сильно подвержен влиянию вибрации.
2. Трехосевой гироскоп
Трехосевой гироскоп является основным чувствительным прибором инерциальной навигационной системы, и точность его измерений напрямую влияет на точность расчета ориентации инерциальной навигационной системы.
Функции: Вычисление угловой скорости и угла после интегрирования угловой скорости в измерительном блоке.
Принцип работы: Чтобы понять принцип работы трехосевого гироскопа, необходимо знать, что такое сила Кориолиса. Сила Кориолиса - это инерционная или фиктивная сила, действующая на объекты, находящиеся в движении в системе отсчета, которая вращается относительно инерциальной системы отсчета. Сила Кориолиса возникает в результате инерционного движения объекта.
Когда частица движется прямолинейно относительно инерциальной системы, ее траектория относительно вращающейся системы является кривой из-за собственной инерции. Исходя из того, что система вращается, мы полагаем, что существует сила, заставляющая траекторию частицы формировать кривую. Сила Кориолиса является описанием этого отклонения, то есть при помещении движения прямой во вращающуюся систему траектория прямой будет смещаться, но на проблему фактического отсутствия движения по прямой эта сила не влияет. Установление такой виртуальной силы называется силой Кориолиса.
Поэтому в гироскопе мы выбираем два объекта, которые находятся в постоянном движении и фазы их движения отличаются на -180 градусов, то есть два блока масс движутся в противоположных направлениях с одинаковыми размерами. Сила Кориолиса, создаваемая ими, противоположна, тем самым сжимая движение двух соответствующих пластин конденсатора, что приводит к дифференциальному изменению емкости. Изменение емкости пропорционально угловой скорости вращения. Изменение угла поворота может быть получено из значения емкости.
Join Sunny имеет не только FOG IMU, но и MEMS IMU, высокоточный уровень навигации и уровень поиска севера. Если вы заинтересованы, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Сообщение Просмотров: 0
Поделиться статьей