Đằng sau việc di chuột chính xác của máy bay không người lái và những chiếc xe tự lái chạy trơn tru, có một bộ xử lý cốt lõi quan trọng - Đơn vị đo lường quán tính (IMU). Độ chính xác của nó, trực tiếp quyết định độ chính xác của thiết bị thông minh cảm nhận tư thế của bản thân. Một IMU có độ chính xác caoxuất sắcHiệu suất không thể tách rời khỏi một trong những quy trình quan trọng nhất trong khâu sản xuất: đánh dấu xuất xưởng. Khi nhu cầu đánh dấu IMU bước vào thời đại vi độ cong, bàn xoay nano áp điện dựa vào ưu thế kỹ thuật độc đáo, trở thành đối tác lý tưởng để đánh dấu cảnh.

Đơn vị đo lường quán tính (Inertial Measurement Unit) là một thiết bị cảm biến được sử dụng để đo trạng thái chuyển động của một vật thể. IMU thường bao gồm gia tốc kế và con quay hồi chuyển, được sử dụng để đo gia tốc tuyến tính của một vật theo ba hướng trực giao. Con quay hồi chuyển thì dùng để đo tốc độ góc của vật thể quanh ba trục trực giao. Bằng cách xử lý dữ liệu gia tốc và vận tốc góc này, IMU có thể giải quyết các thông tin như thái độ, vận tốc và vị trí của vật thể.

IMU được đặc trưng bởi tần số cập nhật cao và độ chính xác tính toán cao trong thời gian ngắn, nó không phụ thuộc vào tín hiệu bên ngoài và có thể hoạt động độc lập trong môi trường hạn chế tín hiệu GPS như trong nhà, dưới lòng đất và dưới nước, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hàng không vũ trụ, máy bay không người lái, xe tự lái, robot, quần áo thông minh, v.v.

Máy gia tốc kế và con quay hồi chuyển tích hợp bên trong IMU, đo gia tốc đường và tốc độ góc tương ứng, chịu ảnh hưởng của một số yếu tố, khi dữ liệu đầu ra thực tế, sẽ có độ lệch nhỏ: có thể là lỗi do cài đặt, có thể là lỗi phi tuyến tính của hệ số quy mô, hoặc có thể là sự không liên kết giữa các trục gây ra độ lệch hướng đo. Bản chất của việc đánh dấu là xây dựng mô hình sai số thông qua kiểm tra chính xác, sửa chữa những sai số mang tính hệ thống này, từ đó đảm bảo dữ liệu đầu ra IMU gần với chuyển động thực tế hơn.

Sơ đồ mô hình lỗi

Gia tốc kế thường dựa vào định hướng không đổi trọng lực: cố định hướng vectơ trọng lực, bằng cách đặt IMU ở các thái độ khác nhau và thu thập giá trị đầu ra của gia tốc kế ở các trạng thái vị trí khác nhau, độ lệch của giá trị lý thuyết so với giá trị đo thực, các lỗi như độ lệch bằng không và các yếu tố quy mô của gia tốc kế có thể được suy ra và hoàn thành việc đánh giá gia tốc kế.

Đánh dấu động là đánh dấu được thực hiện trong trạng thái chuyển động của IMU và thường được hiệu chuẩn bằng nền tảng xoay hoặc bàn xoay. Nguyên tắc đánh giá động IMU là xác định rõ giá trị đầu vào và quan sát giá trị đầu ra để so sánh. Cung cấp cho IMU một đại lượng vật lý đã biết, không đổi và chính xác (ví dụ: góc cụ thể, vận tốc góc) bằng cách sử dụng tốc độ góc ổn định, kết hợp với đầu vào tốc độ góc được cung cấp bởi bàn xoay, phân tích sự khác biệt đầu ra của cảm biến bằng cách thay đổi thái độ IMU, suy ra tất cả các mô hình tham số lỗi, từ đó sửa lỗi đo động.

Đánh giá xuất xưởng IMU không phải là thử nghiệm quay đơn giản, mà là thử nghiệm mang tính hệ thống đối với thiết bị, quy trình, yêu cầu cốt lõi của nó tập trung vào một số mặt sau:

Độ chính xác của cảm biến đã được nâng cấp lên một mức độ chính xác hơn, vì vậy thiết bị đánh dấu cần thực hiện điều chỉnh thái độ ở mức độ vi mô. Bàn xoay truyền thống dễ bị ảnh hưởng bởi khoảng cách cơ học, ma sát và khó đáp ứng nhu cầu hiệu chuẩn của IMU cao cấp về lỗi lắp đặt, hệ số thang đo.

Đánh dấu không chỉ để đo lỗi tĩnh mà còn để xác minh hiệu suất cảm biến thông qua kiểm tra tốc độ góc động. Điều này yêu cầu bàn xoay có thể nhanh chóng chuyển đổi tư thế, hơn nữa quá trình vận động ổn định không rung động, tránh đưa vào lỗi thêm.

IMU cần hoạt động ổn định trong một số môi trường khắc nghiệt, đánh dấu cũng cần đồng bộ tiến hành kiểm tra nhiệt độ đầy đủ. Thiết bị cần phải nhỏ gọn và không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ.

Bàn xoay nano áp điện dựa trên hiệu ứng áp điện nghịch đảo của gốm áp điện, điện áp đầu vào do đó gây ra biến dạng nano trong vật liệu. Nó có độ phân giải nano, không ma sát và tốc độ đáp ứng cực nhanh, đáp ứng nhu cầu tiêu chuẩn IMU.

Bàn xoay nano áp điện có thể tạo ra và ổn định ở các bước góc cực kỳ nhỏ (ví dụ: mức độ microradian) để xác định chính xác lỗi phi tuyến của cảm biến, v.v.

Ổ đĩa áp điện có tốc độ phản ứng mili giây và lợi thế là không có từ tính, không ma sát. Điều này cho phép quay và quét tốc độ thấp cực kỳ mượt mà, không rung lắc và là nguồn đầu vào lý tưởng để kiểm tra cảm biến. Nó giúp phân tách rõ ràng hơn các lỗi động của IMU, do đó bù đắp mục tiêu.

Bằng cách kết hợp nhiều sản phẩm áp điện, chẳng hạn như bảng xoay nano áp điện và bảng định vị nano áp điện thành một hệ thống đa trục, một nền tảng chuyển động chính xác đa độ tự do có thể được xây dựng để điều chỉnh IMU nhanh chóng và chính xác đến bất kỳ thái độ lý thuyết nào cần thiết cho quy trình định danh. Độ chính xác định vị lặp lại cực cao của nó đảm bảo tính nhất quán của từng tiêu chuẩn và đảm bảo tính đồng nhất và độ tin cậy của hiệu suất sản phẩm IMU xuất xưởng từ gốc.

Thêm chi tiết, chào mừng đến ngày mai!