متطلبات واجهة وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) SAE2020 لتطبيقات المركبات العسكرية والفضائية

تأسست SAE International باسم جمعية مهندسي السيارات، وهي منظمة غير ربحية تعمل على تطوير ونشر المعايير المستخدمة في صناعات الطيران والسيارات والمركبات التجارية. يصف معيار "متطلبات واجهة وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) SAE2020 لتطبيقات المركبات العسكرية والطيران" الذي طورته هذه المنظمة متطلبات واجهة بيانات المراقبة بالقصور الذاتي والصحة لوحدات قياس القصور الذاتي المستخدمة في تطبيقات المركبات العسكرية والطيران.

وحدة قياس القصور الذاتي، أو وحدة قياس القصور الذاتي (IMU)، هي قياس إلكتروني يقيس ويسجل التسارع والتوجه والمعدلات الزاوية وقوى الجاذبية الأخرى. تتكون هذه الأجهزة من 3 مقاييس تسارع و3 جيروسكوبات و3 مقاييس مغناطيسية حسب متطلبات الاتجاه. التدحرج والميل والانعراج، واحد لكل محور، لكل محور من محاور الجهاز الثلاثة.

هناك أنواع مختلفة من أجهزة استشعار IMU. تتيح تقنية IMU، المستندة إلى تقنية الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة، تكاليف أقل ومتطلبات طاقة أقل مع توفير الأداء. وبالتالي، تجمع هذه الأنظمة القائمة على التكنولوجيا بين الأداء العالي والطاقة المنخفضة للغاية في وحدة أصغر.

اعتمادًا على تصنيف مستشعر IMU، تشمل التطبيقات الرئيسية التحكم والثبات، أو الملاحة والتصحيح، أو القياس والاختبار. ومع ذلك، فإن أسواق وحدات القياس النموذجية هي التحكم في الأنظمة غير المأهولة، وتطبيقات الخرائط المتنقلة سواء كانت برية أو جوية أو بحرية، وأي حمولة تتطلب التثبيت أو وضع العلامات.

نظرًا لأدائها الجيد/نسبة حجمها، تعد وحدات IMU مثالية لجميع الأسواق غير المأهولة، سواء كانت متعلقة بالمركبات الأرضية غير المأهولة أو المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) أو المركبات البحرية غير المأهولة. تعد وحدات IMU التكتيكية والملاحة أحد المكونات الرئيسية للمعدات المستخدمة في الطائرات أو السفن والصواريخ وحتى الأقمار الصناعية.

تعمل وحدة قياس القصور الذاتي عن طريق الكشف عن التسارع الخطي باستخدام واحد أو أكثر من مقاييس التسارع وسرعة الدوران باستخدام جيروسكوب واحد أو أكثر. يشتمل بعضها أيضًا على مقياس مغناطيسي، يُستخدم غالبًا كمرجع للعنوان.

القيود المادية تقيد IMUs للعمل في تطبيقات معينة. يجب مراجعة مجموعة واسعة من الميزات القياسية والأداء الذي تصفه لضمان الاختيار المناسب لوحدة IMU لتلبية متطلبات التطبيق. السمات المشتركة الرئيسية لوحدات IMU هي النطاق والدقة وعرض النطاق الترددي ومعدل أخذ العينات. يتم تعريف النطاق على أنه الحد الأدنى والحد الأقصى لقيم الإدخال التي يمكن لجهاز الاستشعار قياسها. لا يتم قياس أو إخراج أي شيء خارج النطاق بواسطة المستشعر. تُعرف وحدة القياس الأكثر دقة التي يمكن إخراجها عبر نطاق المستشعر بالدقة. بشكل عام، هذه الميزة ليست مهمة جدًا لأن معظم أجهزة الاستشعار المستخدمة اليوم تتمتع بدقة عالية. عرض النطاق الترددي هو الحد الأقصى للتردد الذي سيستجيب عنده المستشعر أو النظام. يتم تعريف هذا التردد عمومًا على أنه النقطة التي تنخفض عندها الاستجابة إلى نصف الطاقة. لا يحدد عرض النطاق الترددي الترددات التي يمكن لجهاز الاستشعار قياسها فحسب، بل يتناسب عكسيًا مع الثابت الزمني لاستجابة المستشعر التناظري. تستجيب المستشعرات ذات النطاق الترددي الأعلى بشكل أسرع لمحفز معين، ووقت الارتفاع هذا هو العنصر الأول في حساب زمن الوصول الإجمالي للنظام. معدل أخذ العينات هو عدد العينات المستخرجة بواسطة جهاز استشعار في الثانية. على الرغم من استخدامه أحيانًا بالتبادل مع عرض النطاق الترددي، إلا أن معدل أخذ العينات يختلف حيث يمكن أن يكون عرض النطاق الترددي أي معدل محدد بينما يعتمد على استجابة المستشعر أو النظام.

من بين العديد من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي تقدمها للشركات في مختلف القطاعات، توفر منظمتنا خدمات الاختبار المحددة في معيار "متطلبات واجهة وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) SAE2020 لتطبيقات المركبات العسكرية ومركبات الطيران" مع خبرائها المدربين. الموظفين والمعدات التكنولوجية المتقدمة كما أنه يعطي.