ข้อกำหนดอินเทอร์เฟซของหน่วยวัดเฉื่อย (IMU) SAE2020 สำหรับการใช้งานยานพาหนะทางทหารและอวกาศ

SAE International ก่อตั้งขึ้นในชื่อ Society of Automotive Engineers เป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่พัฒนาและเผยแพร่มาตรฐานที่ใช้สำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์ มาตรฐาน “ข้อกำหนดอินเทอร์เฟซของหน่วยวัดแรงเฉื่อย (IMU) SAE2020 สำหรับการใช้งานยานพาหนะทางทหารและการบิน” ที่พัฒนาโดยองค์กรนี้ อธิบายถึงข้อกำหนดอินเทอร์เฟซข้อมูลการตรวจสอบแรงเฉื่อยและสุขภาพสำหรับหน่วยวัดแรงเฉื่อยที่ใช้ในแอปพลิเคชันยานพาหนะทางทหารและการบิน

หน่วยวัดเฉื่อยหรือหน่วยวัดเฉื่อย (IMU) คือหน่วยวัดทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัดและรายงานความเร่ง การวางแนว อัตราเชิงมุม และแรงโน้มถ่วงอื่นๆ อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยมาตรความเร่ง 3 ตัว ไจโรสโคป 3 ตัว และแมกนีโตมิเตอร์ 3 ตัว ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดทิศทาง ม้วน เอียง และหัน หนึ่งครั้งต่อแกน สำหรับแต่ละแกนของอุปกรณ์ทั้งสามแกน

เซ็นเซอร์ IMU มีหลายประเภท เทคโนโลยี IMU ซึ่งใช้เทคโนโลยีระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก ช่วยลดต้นทุนและลดความต้องการพลังงานในขณะที่ให้ประสิทธิภาพ ระบบที่ใช้เทคโนโลยีเหล่านี้จึงรวมประสิทธิภาพสูงและพลังงานต่ำเป็นพิเศษไว้ในหน่วยที่เล็กกว่า

ขึ้นอยู่กับระดับของเซ็นเซอร์ IMU การใช้งานหลัก ได้แก่ การควบคุมและการรักษาเสถียรภาพ การนำทางและการแก้ไข หรือการวัดและการทดสอบ อย่างไรก็ตาม ตลาดหน่วยการวัดโดยทั่วไป ได้แก่ การควบคุมระบบไร้คนควบคุม แอปพลิเคชันการทำแผนที่เคลื่อนที่ไม่ว่าจะทางบก อากาศ หรือทางทะเล และน้ำหนักบรรทุกใดๆ ที่ต้องมีความเสถียรหรือการทำเครื่องหมาย

เนื่องจากอัตราส่วนประสิทธิภาพ/ขนาดที่ดี IMU จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับตลาดไร้คนขับทั้งหมด ไม่ว่าจะเกี่ยวข้องกับยานพาหนะภาคพื้นดินไร้คนขับ อากาศยานไร้คนขับ (UAV) หรือยานพาหนะทางทะเลไร้คนขับ IMU ระดับยุทธวิธีและการนำทางเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ที่ใช้ในเครื่องบินหรือเรือ ขีปนาวุธ และแม้แต่ดาวเทียม

หน่วยวัดแรงเฉื่อยทำงานโดยการตรวจจับความเร่งเชิงเส้นโดยใช้มาตรความเร่งตั้งแต่ 1 ตัวขึ้นไป และความเร็วในการหมุนโดยใช้ไจโรสโคป 1 ตัวขึ้นไป บางชนิดมีเครื่องวัดสนามแม่เหล็กด้วย ซึ่งมักใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงหัวข้อ

ข้อจำกัดทางกายภาพจำกัด IMU ให้ทำงานในบางแอปพลิเคชัน คุณสมบัติมาตรฐานที่หลากหลายและประสิทธิภาพที่อธิบายไว้ต้องได้รับการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเลือก IMU ที่เหมาะสมเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน คุณสมบัติทั่วไปหลักของ IMU คือช่วง ความละเอียด แบนด์วิธ และอัตราการสุ่มตัวอย่าง ช่วงถูกกำหนดให้เป็นค่าอินพุตขั้นต่ำและสูงสุดที่เซ็นเซอร์สามารถวัดได้ สิ่งใดก็ตามที่อยู่นอกช่วงจะไม่ถูกวัดหรือส่งออกโดยเซ็นเซอร์ หน่วยการวัดที่แม่นยำที่สุดที่สามารถส่งออกได้ตลอดช่วงของเซ็นเซอร์เรียกว่าความละเอียด โดยทั่วไปคุณสมบัตินี้ไม่สำคัญมากนักเนื่องจากเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในปัจจุบันมีความละเอียดสูง แบนด์วิดธ์คือความถี่สูงสุดที่เซ็นเซอร์หรือระบบจะตอบสนอง โดยทั่วไปความถี่นี้ถูกกำหนดให้เป็นจุดที่การตอบสนองลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของกำลัง แบนด์วิดท์ไม่เพียงแต่กำหนดความถี่ที่เซ็นเซอร์สามารถวัดได้ แต่ยังแปรผกผันกับค่าคงที่เวลาของการตอบสนองของเซ็นเซอร์แบบอะนาล็อกอีกด้วย เซ็นเซอร์ที่มีแบนด์วิธสูงกว่าจะตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่กำหนดได้เร็วกว่า และเวลาที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นองค์ประกอบแรกในการคำนวณเวลาแฝงของระบบทั้งหมด อัตราการสุ่มตัวอย่างคือจำนวนตัวอย่างที่สกัดโดยเซ็นเซอร์ต่อวินาที แม้ว่าบางครั้งจะใช้แทนกันได้กับแบนด์วิดท์ แต่อัตราการสุ่มตัวอย่างจะแตกต่างกันเนื่องจากแบนด์วิธสามารถเป็นอัตราที่ระบุได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์หรือการตอบสนองของระบบ

ในบรรดาการศึกษาการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์ และการประเมินผลจำนวนมากที่มอบให้กับธุรกิจในภาคส่วนต่างๆ องค์กรของเราให้บริการการทดสอบที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน "ข้อกำหนดอินเทอร์เฟซของหน่วยวัดแรงเฉื่อย (IMU) SAE2020 สำหรับการใช้งานยานพาหนะทางทหารและการบิน" พร้อมด้วยการฝึกอบรมและผู้เชี่ยวชาญ พนักงานและอุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูงอีกด้วย