Требования к интерфейсу блока инерциальных измерений (IMU) SAE2020 для применения в военных и аэрокосмических транспортных средствах

SAE International, основанная как Общество инженеров автомобильной промышленности, является некоммерческой организацией, которая разрабатывает и публикует стандарты, используемые в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности. Стандарт «Требования к интерфейсу инерциальных измерительных блоков (IMU) SAE2020 для приложений военных и авиационных транспортных средств», разработанный этой организацией, описывает требования к интерфейсу данных инерционного измерения и мониторинга состояния здоровья для инерциальных измерительных блоков, используемых в военных и авиационных транспортных средствах.

Инерционная единица измерения или инерционная единица измерения (IMU) — это электронное измерение, которое измеряет и сообщает об ускорении, ориентации, угловых скоростях и других гравитационных силах. Эти устройства состоят из 3 акселерометров, 3 гироскопов и 3 магнитометров в зависимости от требуемого направления. Крен, наклон и рысканье, по одному на каждую ось, для каждой из трех осей устройства.

Существуют различные типы датчиков IMU. Технология IMU, основанная на технологии микроэлектромеханических систем, позволяет снизить затраты и требования к мощности, обеспечивая при этом производительность. Таким образом, эти технологические системы сочетают в себе высокую производительность и сверхнизкое энергопотребление в меньшем по размеру блоке.

В зависимости от номинала датчика IMU основные приложения включают управление и стабилизацию, навигацию и коррекцию или измерение и тестирование. Однако типичными рынками единиц измерения являются беспилотные системы управления, мобильные картографические приложения, будь то наземные, воздушные или морские, а также любая полезная нагрузка, требующая стабилизации или маркировки.

Благодаря хорошему соотношению производительности и размера, IMU идеально подходят для всех рынков беспилотных летательных аппаратов, будь то беспилотные наземные транспортные средства, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или беспилотные морские транспортные средства. ИДУ тактико-навигационного класса являются одними из основных компонентов оборудования, используемого в самолетах или кораблях, ракетах и ​​даже спутниках.

Блок инерционных измерений работает путем определения линейного ускорения с помощью одного или нескольких акселерометров и скорости вращения с помощью одного или нескольких гироскопов. Некоторые из них также включают магнитометр, который часто используется в качестве ориентира курса.

Физические ограничения не позволяют IMU работать в определенных приложениях. Необходимо проанализировать широкий спектр стандартных функций и описываемые ими характеристики, чтобы обеспечить правильный выбор IMU, отвечающий требованиям приложения. Основными общими характеристиками IMU являются диапазон, разрешение, полоса пропускания и частота дискретизации. Диапазон определяется как минимальное и максимальное входные значения, которые может измерить датчик. Все, что выходит за пределы диапазона, не измеряется и не выводится датчиком. Самая точная единица измерения, которая может быть выведена во всем диапазоне датчика, называется разрешением. Как правило, эта функция не очень важна, поскольку большинство используемых сегодня датчиков имеют высокое разрешение. Пропускная способность — это максимальная частота, на которой будет реагировать датчик или система. Эта частота обычно определяется как точка, в которой отклик падает до половины мощности. Полоса пропускания не только определяет частоты, которые может измерять датчик, но и обратно пропорциональна постоянной времени отклика аналогового датчика. Датчики с более высокой пропускной способностью быстрее реагируют на заданный стимул, и это время нарастания является первым компонентом при расчете общей задержки системы. Частота дискретизации — это количество выборок, извлекаемых датчиком в секунду. Хотя иногда используется как синоним полосы пропускания, частота дискретизации различается, поскольку полоса пропускания может быть любой заданной скоростью в зависимости от реакции датчика или системы.

Среди многочисленных исследований по тестированию, измерениям, анализу и оценке, которые она предоставляет предприятиям в различных секторах, наша организация предоставляет услуги по тестированию, определенные в стандарте «Требования к интерфейсу инерциального измерительного блока (IMU) SAE2020 для применения в военных и авиационных транспортных средствах», со своим обученным и экспертным персоналом. Это также дает персонал и современное технологическое оборудование.