无锡物联网创新促进中心_惯性传感器

 近日，无锡物联网创新促进中心举办了惯性传感器核心技术培训。在科技发展的进程中，对于信息的掌握和利用必然被放在首位，传感器是在此过程中获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器技术是推动机器人和其他工业系统设计进步的重要基础。MEMS惯性传感器是一种战略性高新技术，引起各发达国家的广泛关注，更是形成全球化的产业。

课程内容包括MEMS惯性传感器(包括MEMS加速度计和MEMS陀螺仪)及系统特性分析技术。来自各大加速度计、陀螺仪、磁力计等厂商，以及电子罗盘、惯性测量单元、航姿参考系统、GNSS惯性导航组合等应用厂商的技术人员参加了此次培训。

惯性传感器

主要是检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度(DoF)运动，是解决导航、定向和运动载体控制的重要部件。惯性传感器包括加速度计(或加速度传感计)和角速度传感器(陀螺)以及它们的单、双、三轴组合IMU(惯性测量单元)，AHRS(包括磁传感器的姿态参考系统)。MEMS加速度计是利用传感质量的惯性力测量的传感器，通常由标准质量块(传感元件)和检测电路组成。IMU主要由三个MEMS加速度传感器及三个陀螺和解算电路组成。

加速度计

测量运载体线加速度的仪表，测量是工程技术提出的重要课题。由检测质量(也称敏感质量)、支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。其中，在测量飞机过载的加速度计是最早获得应用的飞机仪表之一。

陀螺仪

利用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如：回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动等。

航姿参考系统

包含了嵌入式的姿态数据解算单元与航向信息，惯性测量单元(IMU)仅仅提供传感器数据，并不具有提供准确可靠的姿态数据的功能。目前常用的航姿参考系统(AHRS)内部采用的多传感器数据融合进行的航姿解算单元为卡尔曼滤波器。

电子罗盘

三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。电子罗盘具有抗摇动和抗震性、航向精度较高、对干扰磁场有电子补偿、可以集成到控制回路中进行数据连接等优点，作为导航仪器或姿态传感器广泛应用于航空、航天、机器人、航海、车辆自主导航等领域。

磁力计

可用于测试磁场强度和方向，定位设备的方位，磁力计的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。磁感应强度是矢量，具有大小和方向特征，只测量磁感应强度大小的磁强计称为标量磁强计，而能够测量特定方向磁场大小的磁强计称为矢量磁强计。

惯性测量单元

测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。一般的，一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中有着很重要的应用价值。