惯性传感器开讲：惯性传感器表征过程是怎样的?

本文中，小编将对传感器" target="_blank">惯性传感器予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

最近的传感器技术发展使得机器人和其他工业系统设计实现了革命性的进步。除了机器人以外，惯性传感器有可能改善其系统性能或功能的应用还包括：平台稳定、工业机械运动控制、安全/监控设备和工业车辆导航等。这种传感器提供的运动信息非常有用，不仅能改善性能，而且能提高可靠性、安全性并降低成本。

为了正确表征传感器，统计上显着数量的传感器需要放置在某种板上，以允许通信以更改模式和记录数据。然后应将此板放置在受控环境中。例如，他们可以坐在一个两轴万向节电机上，使其能够通过所有三个运动轴。通过将这个装置放在温度室中，我们可以迭代不同温度、位置和操作模式的排列。通过了解每个高精度电机的运动方式、温度变化以及运行的模式，我们可以获得大量传感器信息来表征传感器。为了表征磁力计，可以将板放置在亥姆霍兹线圈中以产生受控磁场。

为了测试这些传感器在其使用寿命内的性能，传感器还可以通过将它们暴露在极端的高温和潮湿条件下进行人工老化过程。然后，可以使用老化的传感器运行相同的测试以收集更新的数据。可以使用所有这些综合数据创建传感器模型，从而生成典型(标称)传感器的模型，并随后优化其性能。

通过了解传感器的行为方式，还可以调整加速度计和陀螺仪中的传感器偏差。这些传感器偏差与传感器在静止时看到的内容有关。如果这听起来很熟悉，那是因为这是惯性传感器/医生类比部分中讨论的第二个想法。调整这些可能看起来像偏移一样简单，但这些偏差会随温度而变化，并且对于来自同一个批次的同一个传感器会表现出不同的行为。这种偏差误差很大，超过了比例误差之外的大多数其他误差。但是，通过适当的传感器融合算法，可以在设备使用时动态完成校准。

来自惯性传感器的信息经过处理和积分后，可以提供许多不同类型的运动、位置和方向输出。每种类型的运动都涉及到一系列应用相关的复杂因素，对此必须加以了解。工业控制应用就是一个很好的例子，某种形式的指向或转向设备对这些应用十分有用。倾斜或角度检测常常是此类应用的核心任务，在最简单的范例中，机械气泡传感器便可满足需要。然而，在明确传感器需求之前，需要分析最终系统的完整运动动力学特性、环境、寿命周期和可靠性预期。

如果系统的运动相对而言为静态，简单的角度传感器可能就足够了，但实际的技术决策取决于响应时间、冲击和震动、尺寸、整个使用寿命期间的性能漂移。此外，许多系统涉及到多种类型的运动(如旋转和加速度等)，而且往往在多个轴上工作，这就需要考虑将多种类型的传感器结合在一起。

一旦知道正确的传感器类型和技术后，挑战便转移到了解和最终补偿传感器对环境(温度、震动、冲击、安装位置、时间和其他变量)的反应。环境补偿涉及到额外的电路、测试、校准和动态调整，而每种类型的传感器，甚至每个传感器都是独特的，因此这又会带来补偿不足或过度的额外风险，除非工程师非常了解传感器特性。最后这一点驱使许多设计工程师采用完全集成的传感器解决方案，以便消除运用和实施过程中的障碍。

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