慣性傳感器在大多數(shù)工業(yè)機(jī)器和車輛中發(fā)揮著重要作用，它們收集有關(guān)機(jī)器部件運(yùn)動(dòng)和位置的重要數(shù)據(jù)，并且隨著物聯(lián)網(wǎng)和“工業(yè) 4.0”成為常態(tài)，它們的普及率預(yù)計(jì)會(huì)更高。然而，這些傳感器背后的原理仍未完善；尚未創(chuàng)建不受溫度變化影響的慣性傳感器。這意味著溫度補(bǔ)償對(duì)于確保傳感器讀數(shù)準(zhǔn)確至關(guān)重要。

       LORD MicroStrain 開(kāi)發(fā)了一系列新的慣性傳感器，這些傳感器在微型 OEM 封裝中具有先進(jìn)的溫度補(bǔ)償功能——允許傳感器用于幾乎任何應(yīng)用。我們采訪了 LORD Microstrain 的慣性工程經(jīng)理 Fritz Martin，了解他們的新型慣性傳感器的特點(diǎn)，以及他希望它們?nèi)绾斡绊懶袠I(yè)。

一、是什么技術(shù)推動(dòng)了 LORD Microstrain 的新系列 3DMCV5 慣性傳感器？

       在組件級(jí)別，MEM 技術(shù)的改進(jìn)導(dǎo)致推出了一些性能比以前的低端和工業(yè)級(jí)產(chǎn)品好得多的低成本加速度計(jì)和陀螺儀。

       在 3DMCV5 中，我們將這些低成本傳感器的優(yōu)點(diǎn)與我們?cè)?Cortex M7 處理器上運(yùn)行的第五代融合軟件相結(jié)合。 M7 使我們能夠以一個(gè)甚至在一年前都不可能的價(jià)格在一個(gè)包中包含自適應(yīng)和自動(dòng)磁校準(zhǔn)功能。

二、這些微型慣性傳感器設(shè)計(jì)用于哪些應(yīng)用？

       任何需要微型、低成本、精密嵌入式 OEM IMU/AHRS 組件的應(yīng)用。因?yàn)樗鼈兪峭暾?6DOF 傳感器，并且因?yàn)槲覀兲峁┝藦V泛的加速度和角速率范圍選擇，所以它們可用于任何類型的姿態(tài)或慣性感測(cè)。它們?cè)谒休S上都具有相同的性能，就像我們所有的慣性傳感器一樣，因此對(duì)安裝方向沒(méi)有限制。

慣性傳感器是無(wú)人機(jī)姿態(tài)傳感的重要組成部分。

三、OEM 使用微型化慣性傳感器有哪些優(yōu)勢(shì)？小尺寸會(huì)影響傳感器的靈敏度嗎？

       我們很少有對(duì)小尺寸或輕重量不重要的慣性傳感器的要求。低調(diào)對(duì)我們的許多客戶來(lái)說(shuō)也非常重要，這通常也是我們被選中而不是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的原因。在不影響精度并在所有三個(gè)軸上保持相同性能的情況下制造薄型傳感器是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但由于這是一個(gè)優(yōu)先事項(xiàng)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面都已成為這方面的專家。

四、為什么準(zhǔn)確的溫度補(bǔ)償很重要？ 3DMCV5 系列的溫度補(bǔ)償與您的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比如何？

       生產(chǎn)不受溫度或振動(dòng)影響的 MEMS 加速度計(jì)或陀螺儀是該行業(yè)的圣杯。它還沒(méi)有發(fā)生。這并沒(méi)有阻止未補(bǔ)償傳感器在許多應(yīng)用中使用，這些應(yīng)用在恒定或窄溫度范圍內(nèi)具有令人印象深刻的性能。當(dāng)客戶嘗試在會(huì)遇到高振動(dòng)、沖擊和極端溫度的更傳統(tǒng)的工業(yè)和車輛應(yīng)用中使用這些傳感器時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。傳感器性能迅速崩潰，他們被迫尋找溫度補(bǔ)償傳感器。當(dāng)他們意識(shí)到即使在溫度補(bǔ)償傳感器中，我們的性能最好時(shí)，他們終于找到了我們。因?yàn)槲覀円呀?jīng)這樣做了很長(zhǎng)時(shí)間并開(kāi)發(fā)了我們自己的內(nèi)部專有校準(zhǔn)設(shè)備，所以我們穩(wěn)步改進(jìn)了校準(zhǔn)，使慣性性能規(guī)格幾乎不隨溫度變化。而且，我們可以大批量低成本地做到這一點(diǎn)。

五、3DMCV5 系列有哪些不同的型號(hào)？

       目前我們提供基本的 IMU (3DMCV5-IMU)、VRU (3DMCV5-AR) 和 AHRS (3DMCV5-AHRS)。它們使用與我們最初的 3DM-GX3-25-OEM 封裝相同的封裝。我們還將在不久的將來(lái)提供 GNSS/INS 版本 (3DM-CV5-45)。

六、3DMCV5系列配備的自動(dòng)磁力校準(zhǔn)有什么好處？

       磁力計(jì)航向的用處不在于它在工廠的校準(zhǔn)情況，盡管這很重要，而是一旦安裝在用戶的系統(tǒng)中，它的校準(zhǔn)效果就如何。連接到運(yùn)行校準(zhǔn)軟件的外部主機(jī)非常有效，但通常很尷尬甚至不可能做到，尤其是在嵌入式應(yīng)用中。

       事實(shí)上，對(duì)于某些應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，尷尬是一個(gè)溫和的描述——我認(rèn)為“噩夢(mèng)”經(jīng)常被使用。我可以向你保證，對(duì)于任何在水下航行器、無(wú)人機(jī)或固定翼應(yīng)用程序中嵌入磁力計(jì)的人來(lái)說(shuō)，他們都會(huì)松一口氣，因?yàn)樗麄兯龅木褪菃⒂米詣?dòng)磁力校準(zhǔn)功能并忘記它。

七、3DMCV5系列的自適應(yīng)功能如何工作？這項(xiàng)技術(shù)在什么情況下最有益？

       簡(jiǎn)單地說(shuō)，自適應(yīng)使傳感器能夠在評(píng)估重力或磁航向等參考測(cè)量時(shí)分辨噪聲和現(xiàn)實(shí)之間的差異。

       這種區(qū)分能力意味著傳感器能夠拒絕因線性加速度或暫時(shí)磁干擾而損壞的參考測(cè)量值。結(jié)果是，VRU 和 AHRS 的俯仰、橫滾和航向精度幾乎與通常只對(duì)完整 GNSS/INS 的預(yù)期一樣好。

八、3DMCV5慣性傳感器系列的其他主要特點(diǎn)是什么？

       安裝經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可將機(jī)械應(yīng)力與安裝表面分離。這些壓力可以電報(bào)到MEM，并導(dǎo)致各種不良行為。我們還設(shè)計(jì)了封裝，使其可以直接安裝在 PC 板上，也可以安裝在機(jī)箱上并通過(guò)帶狀電纜連接到 PC 板。我們長(zhǎng)期致力于這一足跡，以便客戶可以輕松地用更新的型號(hào)進(jìn)行直接替換，或者在將來(lái)推出其他“C”封裝變體時(shí)在性價(jià)比曲線上上下移動(dòng)。