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【干货】如何选择惯性传感器

【干货】如何选择惯性传感器

  • 分类:行业聚焦
  • 作者:合肥开拓导航控制技术有限责任公司
  • 来源:
  • 发布时间:2020-05-14
  • 访问量:0

【概要描述】

【干货】如何选择惯性传感器

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  • 分类:行业聚焦
  • 作者:合肥开拓导航控制技术有限责任公司
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  MEMS惯性导航系统(Inertial Navigation System,简称INS)是以惯性仪表为核心的系统集成,一种自主式的导航设备。通过利用加速度计传感器,角速度传感器(MEMS陀螺仪)以及单、双、三轴组合IMU(MEMS惯性测量单元)检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动。通过对输出值的解算,获取载体实时的位置、速度、姿态数据,是解决导航、定向和运动载体控制的重要部件。
MEMS惯性导航产业最早起步于军用,如航天、航空、制导武器、舰船、战机等领域,随着电子技术的发展和商业价值的挖掘,MEMS惯性导航技术的应用扩展到车辆导航、轨道交通、隧道、消防定位、室内定位等民用领域,如今在无人机、自动驾驶、便携式定位终端(如智能手机、儿童/老人定位追踪器等)中也被广泛应用。
  MEMS陀螺仪和加速度计作为惯导系统的关键器件,其指标参数无疑为惯导产品选取的重要考量因素。
  MEMS陀螺仪的选择
  随着微机械技术的发展,MEMS技术在导航领域日益受到青睐。MEMS陀螺仪凭借体积小、质量轻、集成化程度高、功耗低、可靠性高等优点,在军民导航领域炙手可热。根据应用场景和精度不同,陀螺仪可分为战略级、导航级、战术级和商业级(消费级),其中MEMS陀螺主要归属于战术级和商业级领域,通常用于弹道导弹,制导火箭弹,制导炮弹,制导炸弹等军用领域,无人驾驶,自动化农业,无人机,遥感测绘,移动工业机器人,自主航行船舶等。

 

 

  如何选择合适的MEMS陀螺产品?
  在选取合适的产品时,需重点关注如下几个方面:
  1.MEMS陀螺仪的精度参数;
  2.应用环境下对于陀螺仪是否有特殊要求,如抗震性,抗冲击,抗高过载,环境温度等;
  3.产品价格及服务质量;
  4.产品硬件设计,尺寸等可根据需求进行定制化服务;
  在产品的参数指标上,特别关注如下信息:
  1.量程:陀螺仪的测量范围用以表示陀螺仪敏感角速率的能力,根据载体的实际需求进行选择。通常量程越大的产品,精度越低。
  2.零偏稳定性:评价陀螺仪性能的最重要指标,点击此处了解具体介绍。
  3.标度因数:是指陀螺仪输出量与输入角速率的比值,点击此处了解具体介绍。
  4.角速度随机游走:是指由白噪声产生的随时间累积的陀螺仪输出的误差系数,反映的是陀螺仪输出的角速度积分(角度)随时间积累的不确定性(角度随机误差)。点击此处了解具体介绍。
  5.抗震性:在实际使用中,陀螺仪会因为各种原因出现误差导致用户无法获得产品说明书上注释的指标参数。其中对于振动敏感度是最大的误差源。成本极低的陀螺仪一般采用极其简单紧凑的机械系统设计,抗震未经优化。对于这种陀螺仪,零偏稳定性好坏并无多大意义,只要陀螺仪在地球重力场中稍有旋转,就会因为线加速度敏感度和振动敏感度而产生巨大误差。点击此处了解具体介绍。
根据应用场景的不同,除了精度以外,载体对于产品的侧重点不尽相同。
• 军工领域对于可靠性要求较高,同时根据其用途,还对产品的抗冲击能力,抗高过载能力,环境温度等指标提出更高的要求。
• 航天领域,如卫星、空间站等航天器发射升空后,不可更换或维修,因此对于产品的寿命及稳定性要求最高。
• 航空,轨道交通,航海等领域对产品的即时定位精度要求高,且要求连续工作时间长。
• 民用领域对于产品的性价比要求较高,如车辆导航,室内定位,无人机,自动驾驶等。
  MEMS陀螺选型表

 

 

 

 

 

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