Инерционные измерительные блоки обычно состоят из датчиков трех разных типов. Датчик первого типа — это акселерометр, который измеряет ускорение или скорость, с которой объект ускоряется или замедляется. Хотя существует множество различных сенсорных технологий для акселерометров, на сегодняшний день наиболее распространенной для носимых устройств является МЭМС (микроэлектромеханические системы). МЭМС — это сенсорные системы, состоящие из электрических и механических компонентов, обычно вытравленных из кремния микронного размера.
Всякий раз, когда акселерометр MEMS испытывает ускорение, контрольная масса также испытывает это ускорение. Травленый комплект пружин противостоит этому ускорению. Используя закон Гука (сила пружины пропорциональна расстоянию, на которое она сжимается) и второй закон Ньютона (сила пропорциональна ускорению), убедитесь, что расстояние, на которое перемещается масса, пропорционально ускорению, которое она испытывает (см. рисунок ниже). Это движение ощущается с помощью электрических свойств емкости, которая связана с расстоянием между двумя проводниками. Затем набор электроники способен измерить изменение емкости, откалибровать сигнал и в дальнейшем обработать его для придания ускорения.
Второй тип датчика в инерциальной единице измерения — это гироскоп, который измеряет угловую скорость или скорость и направление вращения или вращения объекта. В гироскопах также обычно используется технология MEMS, хотя они более сложны, чем акселерометры MEMS. Основным физическим явлением, используемым в гироскопах, является эффект Кориолиса, который описывает силы, возникающие при движении объекта во вращающейся системе отсчета.
МЭМС-гироскопы имеют массы, которые совершают возвратно-поступательные движения с постоянной частотой. При вращении гироскопа из-за эффекта Кориолиса масса будет индуцировать силу, перпендикулярную направлению возвратно-поступательного движения. Этой силе противодействует выгравированная пружина и воспринимается емкостным датчиком, например акселерометром. Затем электроника обработки сигналов обрабатывает изменение емкости относительно возвратно-поступательного движения резонансной массы (см. рисунок ниже).
Последний датчик, обычно встречающийся в инерциальных измерительных устройствах, — это магнитометр, который измеряет силу магнитного поля и действует как цифровой компас. Большинство магнитометров используют эффект Холла для измерения напряженности магнитного поля. Основная предпосылка магнитометра заключается в том, что электроны, движущиеся в проводнике, отклоняются магнитным полем, которому подвергается проводник. Когда заряды проходят через проводящую пластину в магнитном поле, магнитное поле отклоняет электроны в одну сторону от проводящей пластины. По мере того, как на одной стороне пластины накапливается больше отрицательного заряда, а на другой стороне пластины - больше положительного, между двумя сторонами пластины возникает измеримое напряжение, пропорциональное силе магнитного поля.
Чтобы узнать больше об IMU, нажмите на ссылку ниже.
веб-сайт:Ссылка
Электронная почта: info@ericcointernational.com
Вичат: 13992884879
WhatsApp: +8613992884879