SAE2020-Schnittstellenanforderungen für Inertial Measurement Unit (IMU) für Militär- und Luft- und Raumfahrtfahrzeuganwendungen

SAE International wurde als Society of Automotive Engineers gegründet und ist eine gemeinnützige Organisation, die Standards für die Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie entwickelt und veröffentlicht. Der von dieser Organisation entwickelte Standard „SAE2020 Inertial Measurement Unit (IMU) Interface Requirements for Military and Aviation Vehicle Applications“ beschreibt die Schnittstellenanforderungen für Trägheits- und Gesundheitsüberwachungsdaten für Trägheitsmesseinheiten, die in Militär- und Luftfahrtfahrzeuganwendungen verwendet werden.

Eine Trägheitsmesseinheit oder Trägheitsmesseinheit (IMU) ist eine elektronische Messung, die Beschleunigung, Ausrichtung, Winkelgeschwindigkeiten und andere Gravitationskräfte misst und meldet. Diese Geräte bestehen je nach Richtungsanforderung aus 3 Beschleunigungsmessern, 3 Gyroskopen und 3 Magnetometern. Rollen, Nicken und Gieren, jeweils eine pro Achse, für jede der drei Geräteachsen.

Es gibt verschiedene Arten von IMU-Sensoren. Die auf mikroelektromechanischer Systemtechnik basierende IMU-Technologie ermöglicht geringere Kosten und einen geringeren Strombedarf bei gleichzeitiger Bereitstellung von Leistung. Diese technologiebasierten Systeme vereinen daher hohe Leistung und extrem niedrigen Stromverbrauch in einer kleineren Einheit.

Abhängig von der Bewertung des IMU-Sensors sind die Hauptanwendungen Steuerung und Stabilisierung, Navigation und Korrektur oder Messung und Prüfung. Typische Märkte für Messeinheiten sind jedoch die Steuerung unbemannter Systeme, mobile Kartierungsanwendungen zu Lande, in der Luft oder zu Wasser sowie jede Nutzlast, die stabilisiert oder markiert werden muss.

Aufgrund ihres guten Leistungs-/Größenverhältnisses sind IMUs ideal für alle unbemannten Märkte, egal ob es sich um unbemannte Bodenfahrzeuge, unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) oder unbemannte Seefahrzeuge handelt. IMUs der taktischen und Navigationsklasse sind eine der Hauptkomponenten der Ausrüstung, die in Flugzeugen oder Schiffen, Raketen und sogar Satelliten verwendet wird.

Eine Trägheitsmesseinheit erfasst die lineare Beschleunigung mithilfe eines oder mehrerer Beschleunigungsmesser und die Rotationsgeschwindigkeit mithilfe eines oder mehrerer Gyroskope. Einige verfügen auch über ein Magnetometer, das häufig als Kursreferenz verwendet wird.

Physikalische Einschränkungen schränken den Betrieb von IMUs in bestimmten Anwendungen ein. Eine Vielzahl von Standardfunktionen und die von ihnen beschriebene Leistung müssen überprüft werden, um sicherzustellen, dass eine IMU entsprechend den Anwendungsanforderungen ausgewählt wird. Die wichtigsten gemeinsamen Merkmale von IMUs sind Reichweite, Auflösung, Bandbreite und Abtastrate. Der Bereich ist als der minimale und maximale Eingabewert definiert, den ein Sensor messen kann. Alles außerhalb des Bereichs wird vom Sensor nicht gemessen oder ausgegeben. Die genaueste Maßeinheit, die über den gesamten Bereich eines Sensors ausgegeben werden kann, wird als Auflösung bezeichnet. Im Allgemeinen ist diese Funktion nicht sehr wichtig, da die meisten heute verwendeten Sensoren über eine hohe Auflösung verfügen. Die Bandbreite ist die maximale Frequenz, mit der ein Sensor oder System reagiert. Diese Frequenz wird im Allgemeinen als der Punkt definiert, an dem die Reaktion auf die halbe Leistung abfällt. Die Bandbreite definiert nicht nur die Frequenzen, die ein Sensor messen kann, sondern ist auch umgekehrt proportional zur Zeitkonstante der analogen Sensorreaktion. Sensoren mit höherer Bandbreite reagieren schneller auf einen bestimmten Reiz, und diese Anstiegszeit ist die erste Komponente bei der Berechnung der Gesamtsystemlatenz. Die Abtastrate ist die Anzahl der von einem Sensor pro Sekunde erfassten Abtastwerte. Obwohl manchmal synonym mit „Bandbreite“ verwendet, unterscheidet sich die Abtastrate, da die Bandbreite je nach Sensor- oder Systemreaktion eine beliebige angegebene Rate sein kann.

Unter den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die es für Unternehmen in verschiedenen Branchen anbietet, bietet unsere Organisation mit ihren geschulten und Experten Testdienstleistungen an, die im Standard „SAE2020 Inertial Measurement Unit (IMU) Interface Requirements for Military and Aviation Vehicle Applications“ definiert sind Es gibt auch Personal und fortschrittliche technologische Ausrüstung.