慣性傳感器開(kāi)講：慣性傳感器表征過(guò)程是怎樣的?

本文中，小編將對(duì)傳感器" target="_blank">慣性傳感器予以介紹，如果你想對(duì)它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí)，或者想要增進(jìn)對(duì)它的了解程度，不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。

最近的傳感器技術(shù)發(fā)展使得機(jī)器人和其他工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了革命性的進(jìn)步。除了機(jī)器人以外，慣性傳感器有可能改善其系統(tǒng)性能或功能的應(yīng)用還包括：平臺(tái)穩(wěn)定、工業(yè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、安全/監(jiān)控設(shè)備和工業(yè)車輛導(dǎo)航等。這種傳感器提供的運(yùn)動(dòng)信息非常有用，不僅能改善性能，而且能提高可靠性、安全性并降低成本。

為了正確表征傳感器，統(tǒng)計(jì)上顯著數(shù)量的傳感器需要放置在某種板上，以允許通信以更改模式和記錄數(shù)據(jù)。然后應(yīng)將此板放置在受控環(huán)境中。例如，他們可以坐在一個(gè)兩軸萬(wàn)向節(jié)電機(jī)上，使其能夠通過(guò)所有三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。通過(guò)將這個(gè)裝置放在溫度室中，我們可以迭代不同溫度、位置和操作模式的排列。通過(guò)了解每個(gè)高精度電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式、溫度變化以及運(yùn)行的模式，我們可以獲得大量傳感器信息來(lái)表征傳感器。為了表征磁力計(jì)，可以將板放置在亥姆霍茲線圈中以產(chǎn)生受控磁場(chǎng)。

為了測(cè)試這些傳感器在其使用壽命內(nèi)的性能，傳感器還可以通過(guò)將它們暴露在極端的高溫和潮濕條件下進(jìn)行人工老化過(guò)程。然后，可以使用老化的傳感器運(yùn)行相同的測(cè)試以收集更新的數(shù)據(jù)?？梢允褂盟羞@些綜合數(shù)據(jù)創(chuàng)建傳感器模型，從而生成典型(標(biāo)稱)傳感器的模型，并隨后優(yōu)化其性能。

通過(guò)了解傳感器的行為方式，還可以調(diào)整加速度計(jì)和陀螺儀中的傳感器偏差。這些傳感器偏差與傳感器在靜止時(shí)看到的內(nèi)容有關(guān)。如果這聽(tīng)起來(lái)很熟悉，那是因?yàn)檫@是慣性傳感器/醫(yī)生類比部分中討論的第二個(gè)想法。調(diào)整這些可能看起來(lái)像偏移一樣簡(jiǎn)單，但這些偏差會(huì)隨溫度而變化，并且對(duì)于來(lái)自同一個(gè)批次的同一個(gè)傳感器會(huì)表現(xiàn)出不同的行為。這種偏差誤差很大，超過(guò)了比例誤差之外的大多數(shù)其他誤差。但是，通過(guò)適當(dāng)?shù)膫鞲衅魅诤纤惴ǎ梢栽谠O(shè)備使用時(shí)動(dòng)態(tài)完成校準(zhǔn)。

來(lái)自慣性傳感器的信息經(jīng)過(guò)處理和積分后，可以提供許多不同類型的運(yùn)動(dòng)、位置和方向輸出。每種類型的運(yùn)動(dòng)都涉及到一系列應(yīng)用相關(guān)的復(fù)雜因素，對(duì)此必須加以了解。工業(yè)控制應(yīng)用就是一個(gè)很好的例子，某種形式的指向或轉(zhuǎn)向設(shè)備對(duì)這些應(yīng)用十分有用。傾斜或角度檢測(cè)常常是此類應(yīng)用的核心任務(wù)，在最簡(jiǎn)單的范例中，機(jī)械氣泡傳感器便可滿足需要。然而，在明確傳感器需求之前，需要分析最終系統(tǒng)的完整運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性、環(huán)境、壽命周期和可靠性預(yù)期。

如果系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)相對(duì)而言為靜態(tài)，簡(jiǎn)單的角度傳感器可能就足夠了，但實(shí)際的技術(shù)決策取決于響應(yīng)時(shí)間、沖擊和震動(dòng)、尺寸、整個(gè)使用壽命期間的性能漂移。此外，許多系統(tǒng)涉及到多種類型的運(yùn)動(dòng)(如旋轉(zhuǎn)和加速度等)，而且往往在多個(gè)軸上工作，這就需要考慮將多種類型的傳感器結(jié)合在一起。

一旦知道正確的傳感器類型和技術(shù)后，挑戰(zhàn)便轉(zhuǎn)移到了解和最終補(bǔ)償傳感器對(duì)環(huán)境(溫度、震動(dòng)、沖擊、安裝位置、時(shí)間和其他變量)的反應(yīng)。環(huán)境補(bǔ)償涉及到額外的電路、測(cè)試、校準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)調(diào)整，而每種類型的傳感器，甚至每個(gè)傳感器都是獨(dú)特的，因此這又會(huì)帶來(lái)補(bǔ)償不足或過(guò)度的額外風(fēng)險(xiǎn)，除非工程師非常了解傳感器特性。最后這一點(diǎn)驅(qū)使許多設(shè)計(jì)工程師采用完全集成的傳感器解決方案，以便消除運(yùn)用和實(shí)施過(guò)程中的障礙。

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