Detrás del suspensión preciso del dron y la curva suave del vehículo autónomo, hay un procesador central crucial, la unidad de medición inercial (imu). Su precisión determina directamente la precisión de los dispositivos inteligentes para percibir su propia postura. Una IMU de alta precisión, suExcelenteEl rendimiento no puede separarse del proceso más crítico en el enlace de producción: la calibración de fábrica. Cuando las necesidades de calibración de la IMU entran en la era del microarco, la plataforma giratoria nanométrica piezoeléctrica se convierte en el socio ideal para la escena de calibración con sus ventajas tecnológicas únicas.

La unidad de medición inercial es un dispositivo de sensor utilizado para medir el Estado de movimiento de un objeto. El IMU suele estar compuesto por acelerómetros y giroscopios, que se utilizan para medir la aceleración lineal de un objeto en tres direcciones ortonormales. El giroscopio se utiliza para medir la velocidad angular del objeto alrededor de tres ejes ortonormales. Al procesar estos datos de aceleración y velocidad angular, la IMU puede resolver la postura, velocidad y posición del objeto.

La IMU tiene las características de alta frecuencia de actualización y alta precisión de cálculo en poco tiempo. no depende de señales externas y puede trabajar de forma independiente en entornos con señales GPS limitadas, como interiores, subterráneos y submarinos, por lo que es ampliamente utilizada en muchos campos, como aeroespacial, drones, vehículos autónomos, robots y ropa inteligente.

El acelerómetro y el giroscopio integrados en el interior de la imu, que miden la aceleración lineal y la velocidad angular, respectivamente, se ven afectados por algunos factores, con pequeñas desviaciones a la hora de exportar datos reales: puede ser un error causado en la instalación, puede ser un error no lineal del factor de escala o una desviación de la dirección de medición causada por la desalineación entre ejes. La esencia de la calibración es establecer un modelo de error a través de pruebas precisas para compensar y corregir estos errores sistémicos, asegurando así que los datos de salida de la IMU estén más cerca del Movimiento real.

Diagrama esquemático del modelo de error

El acelerómetro generalmente depende de la calibración de la constante de gravedad: la dirección del vector de gravedad es fija, colocando el IMU en diferentes posturas y recogiendo los valores de salida del acelerómetro en cada posición y estado, comparando la desviación entre los valores teóricos y los valores medidos, se pueden calcular errores como la desviación cero y el factor de escala del acelerómetro para completar la calibración del acelerómetro.

La calibración dinámica se realiza cuando la IMU está en movimiento, y la calibración se realiza a menudo con una plataforma giratoria o una mesa oscilante. El principio de la calibración dinámica de la IMU es aclarar los valores de entrada y observar los valores de salida para la comparación. Proporcionar a la IMU una cantidad física conocida, constante y precisa (como un ángulo específico, una velocidad angular), utilizando una velocidad angular constante estable, combinada con la entrada de velocidad angular proporcionada por la Mesa giratoria, al cambiar la actitud de la imu, analizar las diferencias de salida del sensor, calcular todos los modelos de parámetros de error y corregir los errores de medición dinámica.

La calibración de fábrica de IMU no es una simple prueba de rotación, sino una prueba sistemática de equipos y procesos, y sus requisitos centrales se centran en los siguientes aspectos:

La precisión del sensor ha avanzado hacia un nivel más preciso, por lo que el equipo de calibración necesita lograr un ajuste de actitud a nivel de microarco. Las Mesas giratorias tradicionales son vulnerables a la brecha mecánica y la fricción, y es difícil satisfacer las necesidades de calibración de la IMU de alta gama para errores de instalación y factores de escala.

La calibración no solo requiere medir el error estático, sino también verificar el rendimiento del sensor a través de la prueba de velocidad angular dinámica. Esto requiere que la Mesa giratoria pueda cambiar rápidamente de actitud y que el proceso de movimiento sea estable y sin temblores, evitando la introducción de errores adicionales.

Cuando la IMU necesita funcionar de manera estable en algunos entornos extremos, la calibración también requiere pruebas simultáneas de temperatura completa. El equipo necesita ser compacto y no se ve afectado por los cambios de temperatura.

La Mesa giratoria nanométrica piezoeléctrica se basa en el efecto piezoeléctrico inverso de la cerámica piezoeléctrica, y el voltaje de entrada causa la deformación nanométrica del material. Tiene una resolución A nanoescala, sin fricción y una velocidad de respuesta súper rápida, lo que satisface las necesidades de calibración de la imu.

La Mesa giratoria nanométrica piezoeléctrica es capaz de generar y estabilizar pasos de ángulo extremadamente pequeños (como el nivel de microarco) para calibrar con precisión el error no lineal del sensor, etc.

La conducción piezoeléctrica tiene las ventajas de la velocidad de respuesta en milisegundos y la ausencia de Magnetismo y fricción. Esto permite que la Mesa giratoria realice una rotación y escaneo extremadamente suaves y sin temblores a baja velocidad, y es la fuente de entrada ideal para probar el sensor. Puede ayudar a separar más claramente los errores dinámicos de la imu, lo que permite una compensación específica.

Al combinar varios productos piezoeléctricos, como la Mesa giratoria nanométrica piezoeléctrica y la Mesa de posicionamiento nanométrica piezoeléctrica, en un sistema multieje, se puede construir una plataforma de movimiento de precisión de varios grados de libertad, que puede ajustar el IMU a cualquier postura teórica necesaria para el proceso de calibración de manera rápida y precisa. Su precisión de posicionamiento repetida extremadamente alta garantiza la consistencia de cada calibración y garantiza la uniformidad y fiabilidad del rendimiento de los productos IMU de fábrica desde la raíz.

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