慣性傳感器的原理
慣性傳感器是一種傳感器,主要是檢測(cè)和測(cè)量加速度、傾斜、沖擊、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和多自由度(DoF)運(yùn)動(dòng),是解決導(dǎo)航、定向和運(yùn)動(dòng)載體控制的重要部件。
(1)科里奧利(Coriolis)原理:也稱科氏效應(yīng)(科氏力正比于輸入角速率)。該原理適用于機(jī)械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑氣浮角速率陀螺;撓性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球諧振角速率陀螺)等。Coriolis法國(guó)物理學(xué)家(1792年~1843年)。
(2)薩格納(Sagnac)原理:也稱薩氏效應(yīng)(相位差正比于輸入角速率)。該原理適用于光纖角速率陀螺;激光角速率陀螺等。Sagnac法國(guó)物理學(xué)家(1869年~1926年),居里夫婦的朋友。1913年發(fā)明薩氏效應(yīng)。
慣性傳感器構(gòu)成
慣性傳感器包括加速度計(jì)(或加速度傳感計(jì))和角速度傳感器(陀螺)以及它們的單、雙、三軸組合IMU(慣性測(cè)量單元),AHRS(包括磁傳感器的姿態(tài)參考系統(tǒng))。
MEMS加速度計(jì)是利用傳感質(zhì)量的慣性力測(cè)量的傳感器,通常由標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量塊(傳感元件)和檢測(cè)電路組成。
IMU主要由三個(gè)MEMS加速度傳感器及三個(gè)陀螺和解算電路組成。
慣性傳感器分類
慣性傳感器分為兩大類:一類是角速率陀螺;另一類是線加速度計(jì)。
角速率陀螺又分為:機(jī)械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑氣浮角速率陀螺;撓性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球諧振角速率陀螺等);光纖角速率陀螺;激光角速率陀螺等。
線加速度計(jì)又分為:機(jī)械式線加速度計(jì);撓性線加速度計(jì);MEMS硅﹑石英線加速度計(jì)(含壓阻﹑壓電線加速度計(jì));石英撓性線加速度計(jì)等。