[实用新型]惯性测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于自动测量技术领域，涉及一种惯性测量装置。

背景技术

惯性测量装置是用于实时测量载体的旋转角速率和运动加速度的一种传感器，在飞机、轮船、车辆、导弹、机器人等姿态测量及控制、天线、平台的稳定控制中，惯性测量装置是不可或缺的部分。但传统的惯性测量装置存在重量、体积及功耗偏大、可靠性不高、成本高昂，成为制约惯性测量装置在这些领域中广泛应用的一个重要因素，迫切需要进行改进。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种惯性测量装置，解决现有技术中存在的重量、体积及功耗偏大、可靠性不高、成本高昂的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种惯性测量装置，包括信号处理模块和数据采集模块连接而成，所述的信号处理模块又包括内部解算计算机，内部解算计算机与非易失存储器、静态存储器、电源、看门狗分别连接，内部解算计算机的数据输入接口与转换模块连接，转换模块与数据采集模块连接，内部解算计算机的数据输出接口通过RS422数据线与外接设备连接；所述的数据采集模块包括三轴加速度计和三轴陀螺组成。

本实用新型的惯性测量装置，其特征还在于：所述的转换模块包括依次连接的模拟信号预处理模块、模拟开关及A/D转换器。

本实用新型的惯性测量装置，采用微机电系统技术的高精度六自由度惯性测量装置，整体可靠性高，性能稳定，结构紧凑，重量、体积小，成本低。

附图说明

图1是本实用新型惯性测量装置的模块框图；

图2是本实用新型装置中的转换模块框图。

图中，1.信号处理模块，2.转换模块，3.非易失存储器，4.静态存储器，5.RS422数据线，6.电源，7.内部解算计算机，8.看门狗，9.数据采集模块，10.三轴加速度计，11.三轴陀螺，12.模拟信号预处理模块，13.模拟开关，14.A/D转换器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1，本实用新型装置的结构是，包括信号处理模块1和数据采集模块9连接而成，所述的信号处理模块1又包括内部解算计算机7，内部解算计算机7与非易失存储器3、静态存储器4、电源6、看门狗8分别连接，内部解算计算机7的数据输入接口与转换模块2连接，转换模块2与数据采集模块9连接，数据采集模块9包括三轴加速度计10和三轴陀螺11组成，内部解算计算机7的数据输出接口通过RS422数据线5与外接设备连接。

本实用新型装置中的三轴加速度计10和三轴陀螺11均采用微机电系统(Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS)技术的高性能、低价位的惯性测量装置，可精确测量载体在空间坐标系中三个轴的姿态(倾斜、俯仰、偏航)、角速率和线加速度，并采用现代数字滤波及误差估计技术，对陀螺和加速度信号进行补偿，保证在动态环境下的可靠性和测量精度。三轴陀螺11采用微机械技术加工的石英角速率陀螺，主要技术指标是，标准测量范围为±100℃，零偏为0.15°/s，偏值稳定性为0.01°/s，随机游走为＜0.13°hr^1/2，非线性为＜0.2％，交叉耦合为≤1％，分辨率为＜0.05°/s，带宽为40Hz。三轴加速度计10的主要技术指标是，量程为±5g，零偏为＜5mg，偏值稳定性为＜0.5(mg)(1σ)，非线性(全量程)为≤0.5％，交叉耦合为1％，分辨率为＜0.5mg，带宽为50Hz。电源6采用8～32VDC，功率＜2.5W。

如图2，本实用新型装置中的转换模块2的内部结构是，包括依次连接的模拟信号预处理模块12、模拟开关13及A/D转换器14，用于将三轴加速度计10和三轴陀螺11分别采集得到的模拟信号进行预处理并及时转换为数字信号，输入到内部解算计算机7中进行解算。

本实用新型装置的基本工作原理是，采用微机电系统技术的高精度六自由度惯性测量装置，包含三个采用微机械技术加工的石英角速率陀螺、三个高性能的加速度计，采用数字信号处理(DSP)技术，在全温范围(-55℃～+85℃)内，对各传感器进行降噪、温度补偿、非线性校正和交叉耦合补偿及误差修正。