惯性测量单元 惯性测量单元（IMU）性能参数介绍

惯性测量单元(IMU)包括三个单轴加速度计和三个单轴陀螺仪。加速度计在载体坐标系的三个独立轴上检测物体的加速度信号，而陀螺仪检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，在三维空间测量物体的角速度和加速度空，然后计算物体的姿态。它在导航中具有重要的应用价值。

Xi安精密测控研究所研制的惯性测量单元PA-IMU-01D是一种高性能、低成本的惯性测量装置，可用于导航、控制和动态测量。该系列产品采用密封设计，能够在恶劣环境下精确测量运动载体的角速度和加速度信息。

PA-IMU-01D采用高可靠性和稳定性的微机电系统传感器，确保测量精度。

惯性测量单元(IMU)PA-IMU-01D采用三个单轴高精度微机电系统陀螺仪和三个单轴高精度微机电系统加速度计，通过信号调理、A/D转换、数字滤波、温度和安装误差补偿输出载体运动信息。

惯性测量单元(IMU)可用于导航与制导控制、平台稳定与控制、通用导航空、与GPS结合、船舶姿态动态测量、采矿与自动化养殖、火车与集装箱跟踪等。

1.3.产品使用的环境条件

1.松懈

工作条件:能在65~102kPa的大气压力下正常工作；轴承条件:与工作条件相同。

2.高温

工作条件:70℃能正常工作；轴承条件:85℃。

3.低温

工作条件:-40℃能正常工作；轴承条件:-45℃。

4.湿热

工作条件:能在60℃、95%湿度下正常工作；轴承条件:与工作条件相同。

5.模子

工作条件:防霉能力；轴承条件:与工作条件相同。

6.振动:20Hz - 2000 Hz，6g。

7.冲击力:30g(11ms，半正弦)。

1.装置

安装产品前，用酒精擦拭产品，确保安装底座清洁；安装产品时，尽量保持产品坐标系与安装和平台坐标系一致。如果安装平台有挡板基面，将产品背面的安装基面靠近挡板基面，然后用螺钉安装固定。

正确机械装配示意图:

2.坐标系

坐标符合右手坐标系的规则，即如果PA-IMU-01D平放在一个面向PA-IMU-01D连接器方向的平面上，则y+轴在它的前面，x+轴在右边，z+轴在上面。PA-IMU-01D和坐标系

如图1:图1 PA-IMU-01D产品坐标系

PA-IMU-01D速率传感器测量给定轴的旋转角速度，当旋转方向符合右手定则时，输出角速度信息为正。比如PA-IMU-01D在水平面逆时针旋转，可以在Z轴获得正的角速率。

而x轴和y轴的角速度为零

3.界面条件

a)设备有1个RS-422串口，采用5线通讯方式，波特率115，200位/秒，数据更新速率≤10ms；

b)设备输出接口采用9芯微矩形连接器pa-IMU-01d；

c)电源及功耗:9V~36V，DC24V，功耗≤3w；

e)产品引脚定义如表3和表4所示:表3产品引脚定义(9芯微型矩形连接器)

数字水平陀螺仪的测量数据封装在25字节内。数据是n小端格式。即低位(LSB)字节优先。

测量数据解码:在测量数据封装中，初始帧头和最终校验和用于同步通信。中间是标志字节、计数器、陀螺三轴角速度、加速度计三轴加速度和温度。具体(注意:标准产品是陀螺300度每秒，加速度计10g；如果您需要其他范围，请在订购时说明):

。a .帧头:无符号字符，十六进制常量，0xAA；

。b. FLAG:无符号字符，0X37 .

。计数:测量数据包的无符号短计数指示。在每个数据周期中，计数器不断递增，满值为255，溢出超过满值，从零开始。

陀螺仪x轴测量数据:数据类型为短符号。从实测值到实测角速率的转换为:MEAS*GYRO_SCOPE/30000，其中MEAS为陀螺仪x轴的当前实测值，GYRO_SCOPE为陀螺仪的角范围。

陀螺仪y轴测量数据:数据类型为短符号。从测量值到测量角速度的转换为:

MEAS*GYRO_SCOPE/30000，MEAS是陀螺仪y轴的当前测量值，GYRO_SCOPE是陀螺仪的角度范围。

陀螺仪z轴测量数据:数据类型为短符号。从测量值到测量角速度的转换为:

MEAS*GYRO_SCOPE/30000，MEAS是陀螺仪z轴的当前测量值，GYRO_SCOPE是陀螺仪的角度范围。

G.加速度计的x轴测量数据:数据类型为短符号。从测量值到测量加速度的转换为:

MEAS*ACC_SCOPE/30000，MEAS是加速度计x轴的当前测量值，ACC_SCOPE是加速度的测量范围。

H.加速度计y轴测量数据:数据类型为短符号。从测量值到测量加速度的转换为:

MEAS*ACC_SCOPE/30000，MEAS是加速度计y轴的当前测量值，ACC_SCOPE是加速度的测量范围。

I .加速度计z轴测量数据:数据类型为短符号。从测量值到测量加速度的转换为:

MEAS*ACC_SCOPE/30000，MEAS是加速度计z轴的当前测量值，ACC_SCOPE是加速度的测量范围。

温度测量:短符号。从测量值到测量温度的转换为MEAS*0.01℃。

。k .校验和:无符号字符。从FLAG到最后温度的无符号总和(以字节为单位)。

惯性测量单元产品的使用

2.1.产品使用指标:

1.大理石平台(静态索引)

。a .输出操作方法值，重复通电5次；

. b.5组数据的最大值是设备的静态精度。

2.摇摆台(动态索引)

。a .设备固定在三轴摇摆平台上，设备的x、y、z轴分别平行于摇摆平台的内、外、内框轴(注:设备的x、y、z轴分别为载体滚动、航向、俯仰，分别对应摇摆平台的内、外、内框轴)；

B.启动摇床，使其内框和内框水平旋转；

3.环境适应性

A.工作温度:-40℃~+70℃；

B.振动:20 Hz ~2000Hz，6g。

2.2.产品的直接使用

。a .设备安装时，确保基准安装面清洁，设备可用酒精擦拭，设备轴系坐标系应与安装基面坐标系一致，安装牢固；正确牢固地连接数据线；

B.确认系统提供的设备电源应满足设备用电，系统和设备应通电；

C.启动系统主机。如果设备没有接收或输出错误信息，请检查系统的通信协议是否与设备一致。

2.3.使用、保管、维护、储存、搬运和运输要求

1.惯性测量单元的使用和存储

PA-IMU-01D惯性测量单元为精密电子产品，使用时应防尘、防潮、防霉，搬运时应小心轻放，避免强烈冲击和振动；

请勿随意打开底盖，以免损坏仪器；

套管不防水，尽量避免使用或淋雨。

输入电压必须为9V~36V DC。如果输入电压过高，产品会损坏。

2.运输和储存

。a .应保护产品免受直接雨雪、长时间暴露于腐蚀性气体和运输过程中的机械损坏，并且应小心处理产品；

B.运输和储存过程中应避免受潮、撞击和碰撞，防止运输过程中的人员和机械损伤。在运输和储存过程中，外包装盒应保持干燥、清洁和无污染；

C.长期存放产品的仓库环境温度为25±5℃，相对湿度不超过80%。仓库内不应有酸、碱和腐蚀性气体，也不应有强烈的机械振动、冲击或强磁场。

3.故障排除和维护

1.站级(用户)

设备本体故障除外，如连接器短路、短路等。

2.基层(维护站)

该设备是一种高精度、高科技的测量产品，因此一旦设备出现问题，需要返厂维修或更换。

3.返回工厂级别(制造商)

设备机身故障。

常见故障:

1)无电流

用万用表检查数据线，如果数据线完好则判断设备故障；

2)短路

用万用表检查数据线的通断，如果数据线完好则判断设备故障。