近日，無錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新促進(jìn)中心舉辦了慣性傳感器核心技術(shù)培訓(xùn)。在科技發(fā)展的進(jìn)程中，對于信息的掌握和利用必然被放在首位，傳感器是在此過程中獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。傳感器技術(shù)是推動機(jī)器人和其他工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)步的重要基礎(chǔ)。MEMS慣性傳感器是一種戰(zhàn)略性高新技術(shù)，引起各發(fā)達(dá)國家的廣泛關(guān)注，更是形成全球化的產(chǎn)業(yè)。

課程內(nèi)容包括MEMS慣性傳感器(包括MEMS加速度計和MEMS陀螺儀)及系統(tǒng)特性分析技術(shù)。來自各大加速度計、陀螺儀、磁力計等廠商，以及電子羅盤、慣性測量單元、航姿參考系統(tǒng)、GNSS慣性導(dǎo)航組合等應(yīng)用廠商的技術(shù)人員參加了此次培訓(xùn)。

慣性傳感器

主要是檢測和測量加速度、傾斜、沖擊、振動、旋轉(zhuǎn)和多自由度(DoF)運動，是解決導(dǎo)航、定向和運動載體控制的重要部件。慣性傳感器包括加速度計(或加速度傳感計)和角速度傳感器(陀螺)以及它們的單、雙、三軸組合IMU(慣性測量單元)，AHRS(包括磁傳感器的姿態(tài)參考系統(tǒng))。MEMS加速度計是利用傳感質(zhì)量的慣性力測量的傳感器，通常由標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量塊(傳感元件)和檢測電路組成。IMU主要由三個MEMS加速度傳感器及三個陀螺和解算電路組成。

加速度計

測量運載體線加速度的儀表，測量是工程技術(shù)提出的重要課題。由檢測質(zhì)量(也稱敏感質(zhì)量)、支承、電位器、彈簧、阻尼器和殼體組成。其中，在測量飛機(jī)過載的加速度計是最早獲得應(yīng)用的飛機(jī)儀表之一。

陀螺儀

利用高速回轉(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。利用其他原理制成的角運動檢測裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。在科學(xué)、技術(shù)、軍事等各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。比如：回轉(zhuǎn)羅盤、定向指示儀、炮彈的翻轉(zhuǎn)、陀螺的章動等。

航姿參考系統(tǒng)

包含了嵌入式的姿態(tài)數(shù)據(jù)解算單元與航向信息，慣性測量單元(IMU)僅僅提供傳感器數(shù)據(jù)，并不具有提供準(zhǔn)確可靠的姿態(tài)數(shù)據(jù)的功能。目前常用的航姿參考系統(tǒng)(AHRS)內(nèi)部采用的多傳感器數(shù)據(jù)融合進(jìn)行的航姿解算單元為卡爾曼濾波器。

電子羅盤

三維電子羅盤由三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器和MCU構(gòu)成。電子羅盤具有抗搖動和抗震性、航向精度較高、對干擾磁場有電子補(bǔ)償、可以集成到控制回路中進(jìn)行數(shù)據(jù)連接等優(yōu)點，作為導(dǎo)航儀器或姿態(tài)傳感器廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)器人、航海、車輛自主導(dǎo)航等領(lǐng)域。

磁力計

可用于測試磁場強(qiáng)度和方向，定位設(shè)備的方位，磁力計的原理跟指南針原理類似，可以測量出當(dāng)前設(shè)備與東南西北四個方向上的夾角。磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，具有大小和方向特征，只測量磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的磁強(qiáng)計稱為標(biāo)量磁強(qiáng)計，而能夠測量特定方向磁場大小的磁強(qiáng)計稱為矢量磁強(qiáng)計。

慣性測量單元

測量物體三軸姿態(tài)角(或角速率)以及加速度的裝置。一般的，一個IMU包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺，加速度計檢測物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。在導(dǎo)航中有著很重要的應(yīng)用價值。