CN212274945U - 一种惯性测量单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种惯性测量单元，包括：外壳、惯性测量单元安装支架、三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计、信号处理板和电源板；所述三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计、信号处理板和电源板固定设置在支架上；信号处理板包括信号发生器、电流电压转换电路、AD转换电路、I/F转换电路、RS422接口和CAN接口；所述电流电压转换电路与光纤角速率陀螺传感器连接，I/F转换电路与石英挠性加速度计连接，AD转换电路与电流电压转换电路和I/F转换电路连接，所述RS422接口和CAN接口与AD转换电路连接。本实用新型装置通过光纤陀螺传感器、石英挠性加速度计结合设计了一套精度高、功耗低、体积小的惯性测量单元。
Description
技术领域
本实用新型属于惯性传感器技术领域，特别是一种惯性测量单元。
背景技术
随着惯性传感器的发展进步，惯性测量技术在导航制导、自动控制等领域应用来越广泛。现有惯性传感器包括MEMS方案的惯性测量单元和传统光纤陀螺方案，上述方案存在精度和体积功耗不能兼顾的问题。本实用新型提供一种由三轴光纤角速率陀螺和三轴石英挠性加速度计组成的惯性测量单元。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种惯性测量单元。
本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种惯性测量单元，包括：外壳、惯性测量单元安装支架、三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计、信号处理板和电源板；
所述三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计、信号处理板和电源板固定设置在惯性测量单元安装支架上；
所述信号处理板包括设置在电路板上的信号发生器、电流电压转换电路、AD转换电路、I/F转换电路、RS422接口和CAN接口；
所述信号发生器用于产生光纤角速率陀螺传感器的激励信号，所述电流电压转换电路与光纤角速率陀螺传感器连接，所述I/F转换电路与三个石英挠性加速度计连接，所述AD转换电路与电流电压转换电路和I/F转换电路连接，所述RS422接口和CAN接口与AD转换电路连接；
所述电源板为用于为三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计和信号处理板提供电源。
按上述方案，所述信号处理板中，信号发生器用于产生光纤角速率陀螺传感器的激励信号；所述电流电压转换电路与光纤角速率陀螺传感器连接，将光纤角速率陀螺传感器输出的信号转换成电压信号；所述I/F转换电路与三个石英挠性加速度计连接，将三路石英挠性加速度计输出电流信号转换为频率信号；所述AD转换电路与电流电压转换电路和I/F转换电路连接，所述RS422接口和CAN接口与AD转换电路连接。
按上述方案，所述信号发生器包括用于产生电流信号的激励电流源和用于接收激励电流源信号的敏感光路。
按上述方案，所述惯性测量单元安装支架为多边形立体支架。
按上述方案，所述惯性测量单元安装支架为包括四个长方形侧面和四个连接长方形侧面的弧形连接面的多边形立体支架。
按上述方案，所述信号处理板设置在惯性测量单元安装支架的上端面，所述石英挠性加速度计设置在惯性测量单元安装支架的底板。
按上述方案，所述三个光纤角速率陀螺传感器分别设置在惯性测量单元安装支架的2个侧面和底板上表面。
按上述方案，所述RS422接口和CAN接口与AD转换电路之间还设有滤波电路。
该装置工作的原理是：三个光纤角速率陀螺传感器和三个石英挠性加速度计在惯性测量单元安装支架上按X轴、Y轴、Z轴三轴正交设置，三路光纤陀螺传感器输出的信号经过相关调理电路转换成电压信号，三路石英挠性加速度计输出为电流信号，经过高精度I/F转换电路后转换成频率信号，信号处理板采集电压和频率信号，经过滤波后通过RS422接口和CAN接口输出。
本实用新型装置带来的有益效果是：本实用新型装置通过光纤陀螺传感器、石英挠性加速度计和信号处理板结合设计了一套高精度、低功耗、小体积的惯性测量单元。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的装置的结构示意图；
图中：1-铝合金外壳，2-信号处理板，3-铝合金支架，4-光纤陀螺传感器，5-电源板，6-石英挠性加速度计。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种惯性测量单元，包括三个高精度光纤陀螺传感器4，三个高精度石英挠性加速度计6、信号处理板2、电源板5、铝合金外壳1及支架3,所述光纤陀螺传感器、石英挠性加速度计、信号处理板、电源板都安装在铝合金支架上。光纤陀螺传感器、石英挠性加速度计通过导线与信号处理板和电源板连接。
惯性测量单元安装支架为包括四个长方形侧面和四个连接长方形侧面的弧形连接面的多边形立体支架，三个光纤角速率陀螺传感器和三个石英挠性加速度计在惯性测量单元安装支架上按X轴、Y轴、Z轴三轴正交设置；
信号处理板包括设置在电路板上的信号发生器、电流电压转换电路、AD转换电路、I/F转换电路、RS422接口和CAN接口；
信号处理板中，信号发生器用于产生光纤角速率陀螺传感器的激励信号，信号发生器包括用于产生电流信号的激励电流源和用于接收激励电流源信号的敏感光路；电流电压转换电路与光纤角速率陀螺传感器连接，将光纤角速率陀螺传感器输出的信号转换成电压信号；I/F转换电路与三个石英挠性加速度计连接，将三路石英挠性加速度计输出电流信号转换为频率信号；AD转换电路与电流电压转换电路和I/F转换电路连接，RS422接口和CAN接口与AD转换电路连接，RS422接口和CAN接口与AD转换电路之间还设有滤波电路。
电源板将外部24V供电电压转换成+5V、±5V、±12V等电压，为信号处理板、光纤陀螺和加速度计供电。
本实用新型装置在有限的体积下实现了高精度的惯性测量单元。相对于MEMS方案的惯性测量单元有更高的精度。相对于传统光纤陀螺的方案有更小的体积和功耗。
Claims (8)
1.一种惯性测量单元，其特征在于，包括：外壳、惯性测量单元安装支架、三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计、信号处理板和电源板；
所述三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计、信号处理板和电源板固定设置在惯性测量单元安装支架上；
所述信号处理板包括设置在电路板上的信号发生器、电流电压转换电路、AD转换电路、I/F转换电路、RS422接口和CAN接口；
所述信号发生器用于产生光纤角速率陀螺传感器的激励信号，所述电流电压转换电路与光纤角速率陀螺传感器连接，所述I/F转换电路与三个石英挠性加速度计连接，所述AD转换电路与电流电压转换电路和I/F转换电路连接，所述RS422接口和CAN接口与AD转换电路连接；
所述电源板为三个光纤角速率陀螺传感器，三个石英挠性加速度计和信号处理板提供电源。
2.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述电流电压转换电路光纤角速率陀螺传感器输出的信号转换成电压信号；所述I/F转换电路将三路石英挠性加速度计输出电流信号转换为频率信号。
3.根据权利要求1或2所述的惯性测量单元，其特征在于，所述信号发生器包括用于产生电流信号的激励电流源和用于接收激励电流源信号的敏感光路。
4.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述惯性测量单元安装支架为多边形立体支架。
5.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述惯性测量单元安装支架为包括四个长方形侧面和四个连接长方形侧面的弧形连接面的多边形立体支架。
6.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述信号处理板设置在惯性测量单元安装支架的上端面，所述石英挠性加速度计设置在惯性测量单元安装支架的底板。
7.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述三个光纤角速率陀螺传感器分别设置在惯性测量单元安装支架的2个侧面和底板上表面。
8.根据权利要求1所述的惯性测量单元，其特征在于，所述RS422接口和CAN接口与AD转换电路之间还设有滤波电路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201922498855.2U CN212274945U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种惯性测量单元 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212274945U true CN212274945U (zh) | 2021-01-01 |
Family
ID=73872141
Family Applications (1)
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| CN201922498855.2U Active CN212274945U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 一种惯性测量单元 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212274945U (zh) |
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2019
- 2019-12-31 CN CN201922498855.2U patent/CN212274945U/zh active Active
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