За точным наведением беспилотного летательного аппарата и плавным перегибом самоуправляемого автомобиля стоит жизненно важный основной процессор - инерционный измерительный блок (IMU). Его точность напрямую определяет точность восприятия интеллектуальным устройством своего положения. Высокоточный IMU,отличныйПроизводительность не может быть отделена от самого важного процесса в производственном звене: заводская калибровка. Когда требования к калибровке IMU вступают в эпоху микродуги, пьезоэлектрический нано - вращающийся стол, благодаря своим уникальным техническим преимуществам, становится идеальным партнером для калибровки сцены.

Инерциальный измерительный блок (Inertial Measurement Unit) - датчик, используемый для измерения состояния движения объекта. ИМУ обычно состоит из акселерометров и гироскопов, которые используются для измерения линейного ускорения объекта в трех ортогональных направлениях. Гироскоп используется для измерения угловой скорости объекта вокруг трех ортогональных осей. Обрабатывая эти данные об ускорении и угловой скорости, IMU может вычислить положение, скорость и положение объекта.

ИМУ имеет характеристики высокой частоты обновления и высокой точности вычислений за короткий промежуток времени. Он не зависит от внешних сигналов и может работать независимо в среде с ограниченными сигналами GPS в помещении, под землей и под водой, поэтому он широко используется во многих областях, таких как аэрокосмическая промышленность, беспилотные летательные аппараты, автономные транспортные средства, роботы и интеллектуальная одежда.

Интегрированные внутри IMU акселерометры и гироскопы, соответственно, измеряют линейное ускорение и угловую скорость, под влиянием некоторых факторов, при фактическом выходе данных, будут иметь небольшие отклонения: это может быть ошибка, вызванная установкой, может быть нелинейной ошибкой коэффициента шкалы или может быть отклонение направления измерения, вызванное ошибкой между осями. Суть калибровки заключается в создании моделей ошибок с помощью точных тестов, которые компенсируют эти системные ошибки, тем самым обеспечивая, чтобы выходные данные IMU были ближе к реальному движению.

Схема модели ошибок

Акселерометр обычно полагается на гравитационную константу: векторное направление гравитации фиксировано, путем размещения IMU в разных положениях и сбора выходных значений акселерометра в каждом положении, сравнения теоретических значений с измеренными значениями отклонения, вы можете рассчитать нулевое отклонение акселерометра и калибровочные мембраны и другие ошибки, завершить калибровку акселерометра.

Динамическая калибровка - это калибровка, проводимая в режиме движения IMU, обычно используемая вращающейся платформой или маятниковым столом для калибровки. Принцип динамической калибровки IMU заключается в том, чтобы четко определить входные значения и наблюдать выходные значения для сравнения. Обеспечить IMU известную, постоянную и точную физическую величину (например, конкретный угол, угловая скорость), используя стабильную константную угловую скорость, в сочетании с входом угловой скорости, предоставляемым ротором, путем изменения положения IMU, анализа различий в выходе датчика, выведения всех моделей параметров ошибки и, таким образом, исправления динамических ошибок измерения.

Заводская калибровка IMU - это не простое вращающееся тестирование, а систематическое испытание оборудования и процессов, его основные требования сосредоточены на следующих аспектах:

Точность датчика была повышена до более сложного уровня, поэтому калибровочное оборудование должно обеспечить настройку положения микродугового уровня. Традиционный ротор уязвим для механического зазора и трения, что затрудняет удовлетворение потребностей калибровки высококачественного IMU в ошибках установки и коэффициентах шкалы.

Калибровка требует не только измерения статической ошибки, но и проверки производительности датчика с помощью динамического теста угловой скорости. Это требует, чтобы ротор мог быстро переключать положение и чтобы процесс движения был стабильным без дрожания, избегая введения дополнительных ошибок.

При стабильной работе ИМУ в некоторых экстремальных условиях калибровка также требует синхронизации испытаний при полной температуре. Оборудование должно быть компактным и само по себе не подвержено изменениям температуры.

пьезоэлектрический нано - вращающийся стол основан на обратном пьезоэлектрическом эффекте пьезоэлектрической керамики, входящем напряжении, которое вызывает деформацию материала нанометрового уровня. Он имеет нанометровое разрешение, отсутствие трения и сверхбыструю скорость отклика, что соответствует требованиям калибровки IMU.

пьезоэлектрический нано - вращающийся стол может генерировать и стабилизировать шаговый ход под очень маленьким углом (например, уровень микродуги) для точной калибровки нелинейных ошибок датчика и так далее.

пьезоэлектрический привод имеет миллисекундную скорость отклика и преимущество отсутствия магнитного трения. Это позволяет вращающейся платформе выполнять чрезвычайно гладкие, не дрожащие низкоскоростные вращения и сканирования и является идеальным источником ввода для испытательных датчиков. Это помогает более четко отделять динамические ошибки IMU и, следовательно, целенаправленно компенсировать их.

Объединив несколько пьезоэлектрических продуктов, таких как пьезоэлектрические нано - вращательные станции и пьезоэлектрические нано - позиционные станции, в многоосные системы, можно построить многоуровневую прецизионную движущуюся платформу, которая быстро и точно настраивает IMU в любое теоретическое положение, необходимое для процесса калибровки. Его высокая точность повторного позиционирования обеспечивает согласованность каждой калибровки, от источника обеспечивает однородность и надежность производительности выпускаемой продукции IMU.

Больше подробностей Добро пожаловать завтра!